Diapos Vane Fluidos Acabado
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TEMA : PERDIDAS DE FRICCION
CURSO: FLUJO DE FLUIDOS
INTEGRANTES:
-ESPINOZA ROSALES,ROCIO-POVES SANTAMARIA,VANESSA
-2015-
PERDIDAS POR FRICCION
∑ F = F tuberías + F accesorios + F contracción + F expansión
FLUJO DE FLUIDOS
PERDIDAS DE CARGA PERDIDAS DE CARGA
POR FRICCION
CARGA DISTRIBUIDA EN TUBERIAS
-coeficiente de fricción -N° de Reynolds-rugosidad relativa-Ec.darcy
EN ACCESORIOS
CONTRACCION BUSCA
EXPANSION BRUSCA
∑ F = F tuberías + F accesorios + F contracción + F expansión
Pérdidas de carga por fricción 21
Si consideramos un flujo permanente e incomprensible en una tubería horizontal de diámetro uniforme, la ecuación de energía aplicada al V.C. puede disponerse en la siguiente forma:
V.C.
Pérdidas de carga por fricción
Los dos términos del segundo miembro de esta ecuación se agrupa en un solo termino denominado perdidas de carga por fricción:
Como: la sección del tubo es constante y su posición es horizontal; se tiene:
Estas variables pueden ser agrupadas en los siguientes parámetros adimensionales:
Las variables influyentes que intervienen en el proceso son:
caída de presión velocidad media de flujo densidad del fluido viscosidad del fluido diámetro interno del conducto longitud del tramo considerado rugosidad de la tubería
(J/Kg)
(m)o
Ecuación de Darcy
CARGA DISTRIBUIDA EN TUBERIAS
Coeficiente de fricción
No. De reynolds Rugosidad relativa
Flujo turbulentoEcuación de Colebrook
Flujo laminar
Diagrama de Moody
Diagrama de Moody
coeficiente K Longitud Equivalente
Equivalencia entre ambos métodos
PERDIDAS POR ACCESORIOS
CONTRACCION BRUSCA
EXPANSION BRUSCA
PROBLEMAS
PROBLEMA 1:
Una bomba aspira keresone (20°C) desde un deposito de almacenamiento de gran sección recta hasta un tanque elevado. Toda la tubería es de acero comercial nueva, el tramo de sección es de DN 3” cat 80 y el tramo de presión es de DN 11/2 cat 80.los codos son de 90°C,en escuadra y la válvula es de Angulo y esta abierta.Si la velocidad del flujo en el tramo de succión es de 1.2m/s ,se pide calcular la perdida carga por fricción.
…………… ……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
.....
30m.
1m.
10m.
8m.
.1
.2
SOLUCION:SOLUCION:
ɳ = 1,900x10-3
Kerosene(20°C)
ρ = 814
Succión DN 3” Cat 80 DinT =73,7x10-3 m Acero ɛ = 4,6x10-5
Impulsión DN 1 ½” Cat 80 DinT =38,1x10-3 m
Veloc. Succ. V1 = 1,2m/s
∑ Leq/D 2 codos 90 2x30 1 válvula de ángulo , abierta 1x150 210
* Q = VxA V2 X A2 = Q = 1,2 X 4,3x10-3
V2 x 1,1x10-3 = 5,166x10-3
V2 = 4,69 m/s
Tramo DinT(m) A1 ʯ Re f fT Ftub FACC Succion 73,7x10-3 4,3x10-3 1,2 37889,6 0,02 0,0176 0,2404 0Impulsión 38,1x10-3 1, 1 ½x10-3 4,69 76554,,13 0,0286 0,021 2656 2,403
∑ F = ∑ suc. + ∑ exp.∑ F = ([0,2404 + 0 + 0,5 x 1,2]2/ 2 x 9,8) + (21,56 + 2,423) ∑ F = 24,2601
PROBLEMA 2.--En el diagrama mostrado una bomba centrifuga transporta aceite d linaza crudo, a 85°c, desde un tanque presurizado hata un reactor, la tubería instalada en toda la linea es de hierro galvanizado de diametro nominal de 11/2 catalogo 80,siendo la longitud total de tuberia (sin incluir accesorios) desde el tanque al reactor de 90 m. los accesorios se muestran en el diagrama.la bomba esta operando en regimen estacionario con un caudal masico de 80 kg/min.se pidee:a) el numero de reynoldsb) el factor de fricción de fanningc) la perdida de carga en toda la línea en j/kg
CODO120° CODO 90°
REACTOR
P=2BAR
CODO 120°VAPOR ACEITE DE LINAZA
• DATOS:
TUBO HIERRO GALVANIZADO E=1.5
LIQUIDO: ACEITE DE LINAZA T=85°C
µ= 0.0331 PA.S
Q =0.001426
• ACCESORIOS: 2 V.C.A 2*8
1 CODOS DE 90° 1*32
3 CODOS DE 120 ° 3*20
2 VALVULASDE RETENCION 2*420
= 948
sm /3
3/935 mkg
skgm /800
m410
0.0381M
90M
AREA=0.00114
FACTOR DE FRICCION DE FANNING:
velocidadA
QV 25.1
00114.0
001426.0
2100 min
32.14370331.0
25.19350381.0
arlaflujoundetratase
DNr
025.0
0.000150.0381
3.7
1log
25.0
eD
3.7
1log
25.0
045.032.1437
6464
22
tf
Nrf
LA PERDIDA DE CARGA TOTAL EN TODA LA LÍNEA:
47.8
0381.0
90
81.92
25.1045.0
2F
22
tubo
D
L
g
vf tubo
0
0398.081.92
25.15.0
25.0
14.294881.92
025.0
2
exp
22
F
gF
D
L
g
fF
cont
acc
eqtacc
65.1000398.014.247.8
F
FFFFF EXPcontacctubo
PROBLEMA 3.En el diagrama adjunto la bomba centrifuga transporta 80 m3/h de alcohol etílico puro a 20 °C hasta un reactor continuo enchaquetado que opera a la presión manométrica de 1 bar .el punto de descarga de alcohol etílico en el reactor se encuentra a50mpor encima del nivel de la bomba .la tubería es de hierro galvanizado de diámetro interior de 75mm,cuya longitud lineal desde el manómetro (entrada de la bomba)hasta el punto de descarga al reactor 125m.para la línea de bombeo de alcohol etílico, cuya presión manométrica de succión es de -0.5bar ,se pide :
a) El numero de Reynoldsb) El factor de fricción fanningc) La perdida de carga por fracción
……………………
Rector continuo enchaquetado
50m
P=1barAcido acetico, 100%
P=-0.5bar
Alcohol etilico,100%
SOLUCION 2:
Q = 80m3/h x 1h / 3600 s = 0,022 m3/s
ρ = 189Alcohol etílico (20°C) ɳ = 1,2x10-3
Hierro galvanizado DinT = 75 mm = 0,075 m
LTub = 125 m
ɛ = 1,5 x 10-4
∑ Leq/ D2 codo 90° = 2 X 301 Válvula comp = 1 X 420 480
Tramo A1 vel. NR f fT Ftub
FACC 1 – 2 4,418 x 10-3 4,9796 245565,46 0,02431 0,0234 51,27 7,11
∑ F = F tub + F acc + F cont + F exp∑ F = 51,27 + 7,11
∑ F = 58,38 m
PROBLEMA4.- En el diagrama adjunto, una bomba transporta alcohol etílico al 95% de
concentración con caudal de 2 l/s , cuya densidad relativa es de 0.789 y la temperatura se mantiene constante en 21°c (al igual que la de su entorno).la tubería de la línea ab es de diámetro nominal de 1 1/2 ¨ catalogo 80 y de la línea BC es de diámetro nominal de 1¨ catalogo 80.el material para ambas líneas de tubería es de hierro galvanizado. considere que el nivel de liquido en el tanque presurizado permanece constante y condiciones de flujo en régimen estacionario.
se pide:
a) el numero de reynolds en cada tramo
b) el factor de friccion en cada tramo
c) la perdida de carga en toda la linea
18m
m8.1
m2.0
m4
4m
70mC
A B
• AB D.NOMINAL 1 ½ ¨ CAT. 80
• BC D. NOMINAL 1¨ CAT. 80
MATERIAL, HIERRO GALVANIZADO E = 0.00015
TRAMO AB:
smV
smKg
mKg
etilicoAlcohol
CT
r
/002.0
./0012.0
/789789.0
95
21
3
3
0381.0iD
02431.0iD
mL
smA
Q
md
A
tubo
i
4
/75.100114.0
002.0
00114.04
0381.0
42
22
14.439450012.0
75.17890381.0
D
Nr
0
D
Leq
0283.0
0.000150.0381
3.7
1log
25.0
eD
3.7
1log
25.0
0301.0
14.4394574.5
0.000150.0381
3.7
1log
25.0
74.5
eD
3.7
1log
25.0
22
2
9.0
2
9.0
tf
Nr
f
TRAMO BC:
46.0
0381.0
4
81.92
75.10301.0
2F
22
tubo
D
L
g
vf tubo
0
078.081.92
75.15.0
0081.92
0283.0
2
exp
2
F
F
D
L
g
fF
cont
acc
eqtacc
mL
smA
Q
dA
tubo
i
92
/3.4000464.0
002.0
000464.04
02431.0
4
22
30.688730012.0
3.478902431.0
D
Nr
488
D
Leq
032.0
0.000150.02431
3.7
1log
25.0
eD
3.7
1log
25.0
033.0
30.6887374.5
0.000150.02431
3.7
1log
25.0
74.5
eD
3.7
1log
25.0
22
2
9.0
2
9.0
tf
Nr
f
• LA PERDIDA DE CARGA TOTAL EN TODA LA LÍNEA:
47.121
02431.0
92
81.92
3.4033.0
2F
22
tubo
D
L
g
vf tubo
0
0
98.1448881.92
032.0
2
exp
F
F
D
L
g
fF
cont
acc
eqtacc
mF
F
FFFFFFFFF
FFF
BCAB
EXPcontacctuboEXPcontacctubo
BCAB
988.136
0098.1447.1210078.0046.0
BCAB
• PROBLEMA 5.- En el diagrama adjunto se bombea agua a 20°c desde un tanque presurizado A
hacia otro tanque presurizado B, ambos de grandes dimensiones; siendo la densidad del agua a esta temperatura de
1000 y la viscosidad absoluta de 0.001Kg/m.s . El sistema de tuberías instalado en toda la linea de bombeo es de acero comercial y cuyo diámetro interno es de 200 mm. Para un flujo permanente de 140L/s,se pide:
a) el numero de Reynolds
b) el factor de fricción de Fanning
c) La perdida total de carga por fricción, en J/Kg
3/mKg
……..
40m45m150m
smV
smKg
mKg
CTAgua
/14.0
./001.0
/1000
20:
3
3
mDi 2.0
Material, acero comercial e = 0.000046
mL
smA
Q
md
A
tubo
i
235
/46.40314.0
14.0
0314.04
2.0
42
22
892000001.0
46.410002.0
D
Nr
3290 1
codoD
Leq
014.0
0.0000460.2
3.7
1log
25.0
eD
3.7
1log
25.0
015.0
89200074.5
0.0000460.2
3.7
1log
25.0
74.5
eD
3.7
1log
25.0
22
2
9.0
2
9.0
tf
Nr
f
89.17
2.0
235
81.92
46.4015.0
2F
22
tubo
D
L
g
vf tubo
0
507.081.92
46.45.0
023.03281.92
014.0
2
exp
2
F
F
D
L
g
fF
cont
acc
eqtacc
42.180507.0023.089.17
F
FFFFF EXPcontacctubo
La perdida de carga total en toda la línea es :