INTRODUCCIONEl estudio de flujo en sistemas de tuberas es de los ms realizados en mecnica de fluidos, por el simple hecho de relacionarlos a nuestras actividades de uso, ya sea para poder distribuir gas o agua en una vivienda, en sistema de refrigeraciones automotrices, etc. Para el transporte de estos se requiere redes de distribucin que pueden ser: en serie, paralelos, ramificadas y redes de tubera.TUBERIAS EN SERIEHablamos de una tubera en serie cuando llevamos el fluido de un punto A al punto B por un solo camino, y que podran tener diferente dimetro.Del cual: .El caudal es el mismo para cada uno de los tramos (Q1=Q2=Q3..Qi).Se suman las prdidas de carga (hL = hL1 + hL2 +K+ hLi)

Para poder resolver esos tipos de problema se utilizan 3 factores para poder realizarlos: el clculo de tuberas dado, el clculo de tamao de tubera para manejar un caudal dado y el clculo de la potencia de la bomba a una tubera dada; del cual nos dar una incgnita a desarrollar.CategoraDatosIncgnita

1Q, D, e, vhL

2D, hL, e, vQ

3Q, hL, e, vD

De la tabla se puede decir:1 => son directos => aplican en clculos de la potencia de una bomba2-3 => proceso iterativo => utilizan diagrama de Moody

Frmulas de Swamee-Jain para clculo de tramo de tubera

PERDIDA DE CARGA: R: coeficiente de resistenciax: 2:flujos turbulentosx: 1-2 : flujos en zona de transicin

VALOR DE R EN ECUACION SWAMEE VALOR DE R EN ECUACION DE DARCY-WEISBACH

VALOR DE R EN ECUACION DE HAZEN-WILLIAMS K: constante depende las unidadesC: coeficiente de hazen VALOR DE R EN ECUACION DE CHEZY-MANNINGn: coeficiente de manningK: constante depende de las unidades

NOTA: De todas las formulaciones el de hazen-Williams es el ms preciso y del cual las anteriores excepto el de darcy son para cargas primarias, siendo la ecuacin de darcy para perdidas de cargas secundarias

TUBERIAS EN PARALELOHablamos de tuberias en paralelo cuando el fluido entra de un punto A y termina en un punto B, pero en esta ocasin el fluido transitara por varios camino.

En esta ocasin el caudal ya no sera igual que el de A y B, si no sera la suma de todos los caudales y asi obtener el caudal total :

A hora para poder hallar la perdida sera la inversa que cuando hallabamos una en serie , ya que la perdida dera igual en la rama 1 que en la rama 2 y etc

Aplicacin de bernoulli en los puntos 1 y 2:

Si velocidad de A y B son iguales entonces :

Del cual podriamos hallar dos problemas:.Se conoce la perdida de carga entre A y B y queremos hallar los caudales para cada rama y el caudal total.

.Se conoce el caudal total y se requiere hallar la caudales parciales y la perdida de carga.

Esto se puede volver un proceso interactivo y complicado porque el proceso de coeficiente de carga depende de la velocidad y para ahorrarnos el proceso se puede usar la ecuacin de darcy, el cual nos dar el valor de perdida de carga y as nosotros podramos hallar el valor del caudal, coeficiente de friccin, y coeficiente de friccin para cada rama.

TUBERIAS RAMIFICADAS Hablamos de tuberas ramificadas cuando llevamos el fluido de un punto A a un punto n, como podra ser un fluido de una casa, un edificio etc.

En esta forma el caudal ser:

Y se cumple la ecuacin de Bernoulli para cada tramo:

Otro caso es un sistema de tramos de 3 puntos

En este caso usaremos la ecuacin de Bernoulli, donde supondremos que el dimetro de la tubera es cte y aplicaremos un sistema de 4 ecuaciones:El cual se podr resolver matricialmente:

CASO PARTICULAR DE SISTEMAS DE DISTRIBUCION DE AGUA Se va hasta el lugar mas alejado de la tubera y se va dirigiendo hasta el inicio del tramo, donde se sumara los caudales cada vez que apararesca un nodo(ejemplo de los 3 tanques)

Una vez hallado lo anterior, hallamos el dimetro de la tubera, suponiendo una velocidad (0.6-3 m/s), luego de esto se halla las prdidas de cargas.

Luego con la ecuacin de Bernoulli podramos hallar la potencia de la bomba

NOTA: La potencia ser el valor ms alto obtenido, y cuando un sistema est bien balanceado se podr obtener un similar entre las dos potencias y si no es el caso se podra obtener variando el dimetro de tuberas, pero son parmetros que no deben tomarse como muy importantes, ya que existen otros los cuales si lo son y finalmente el factor importante es el caudal requerido en cada uno de los aparatos dado, teniendo en cuenta la presin mnima.