PÉRDIDAS DE CARGAEN TUBERÍAS

Definición de Fluídos

Es el conjunto de sustancias Es el conjunto de sustancias donde existe entre sus donde existe entre sus moléculas poca fuerza de moléculas poca fuerza de atracción, cambiando su forma, atracción, cambiando su forma, lo que ocasiona que la posición lo que ocasiona que la posición que toman sus moléculas varía, que toman sus moléculas varía, ante una fuerza aplicada sobre ante una fuerza aplicada sobre ellos, pues justamente fluyen.ellos, pues justamente fluyen.

Características

• La posición relativa de sus moléculas puede cambiar de forma abrupta.

• Todos los fluidos son compresibles en cierto grado.

• Tienen viscosidad.

• Sus moléculas se encuentran separadas a una gran distancia en comparación con los sólidos.

Se clasifican en: Newtonianos: Es un fluido cuya viscosidad puede considerarse constante en el tiempo.

No newtonianos: Es aquel fluido cuya viscosidad varía con la temperatura y la tensión cortante que se le aplica.

La pérdida de carga en una tubería, es la pérdida de energía dinámica del fluido debido a la fricción de las partículas del fluido entre sí y contra las paredes de la tubería que las contiene. Las pérdidas pueden ser continuas, a lo largo de conductos regulares, o accidentales o localizadas, debido a circunstancias particulares, como un estrechamiento, un cambio de dirección, la presencia de una válvula, entre otras.

Pérdidas de carga en tuberías

Ecuación de Darcy-Weisbach Esta ecuación permite calcular las pérdidas de carga generadas por la fricción dentro de una tubería.

Donde: V = Velocidad media.

H = Pérdida de la carga. G = Aceleración de la gravedad.

F = Coeficiente de ficción. Q = Caudal.

L = Longitud de l tubería.

D = Diámetro interno de la tubería.

Existen otras ecuaciones que ayudan a calcular dichas pérdidas entre las que están:

• Manning

• Hazen-williams

• Scimeni

• Scobey

Ecuación de Manning

h = 10,3 * n2 * (Q2/D5,33) * L

Donde:

H = Pérdida de carga o energía.

N = Coeficiente de rugosidad.

D = Diámetro interno de la tubería.

Q = Caudal.

L = Longitud de la tubería.

Ecuación de Hazen-Williams

h = 10,674 * [Q1,852/(C1,852* D4,871)] * L

Donde:

h = Pérdida de carga o energía.

Q = Caudal.

C = Coeficiente de rugosidad.

L = Longitud de la tubería.

Ecuación de Scimeni

Se emplea para tuberías de fibrocemento.

h = 9,84 * 10-4 * (Q1,786/D4,786) * L

Donde:

h = Pérdida de carga o energía.D = Diámetro interno de la tubería.Q = Caudal.L = Longitud de la tubería.

Ecuación de Scoby

Se emplea fundamentalmente en tuberías de aluminio en flujos en la zona de transición a régimen turbulento

h = 4,098 * 10-3 * K * (Q1,9/D1,1) * L

Donde:

h = Pérdida de carga o energía.K = Coeficiente de rugosidad de Scobey (adimencional) D = Diámetro interno de la tubería.Q = Caudal.L = Longitud de la tubería.

Existen otros tipos de pérdidas que se originan en puntos singulares de las tuberías (cambios de dirección, codos, juntas...) y que se deben a fenómenos de turbulencia. La suma de estas pérdidas de carga accidentales o localizadas más las pérdidas por rozamiento dan las pérdidas de carga totales.

las pérdidas de carga localizadas sólo se pueden determinar de forma experimental, y puesto que son debidas a una disipación de energía motivada por las turbulencias, pueden expresarse en función de la altura cinética corregida mediante un coeficiente empírico (K):

h = K * (v2 / 2g)