1.1.6determinacion de perdidas de carga en accesorios y valvulas

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  • La prdida de carga en una tubera o canal, es la prdida de E. dinmica del fluido debida a la friccin de las partculas del fluido entre s y contra las

    paredes de la tubera que las contiene.

    Pueden ser a lo largo de conductos regulares, o localizada debido a circunstancias particulares como :

    Un estrechamientoCambio de direccinPresencia de una vlvula o conexiones, etc.

    Conexiones: Piezas de tubera que puedan:

    1.-Juntar 2 piezas de tubera2.-Cambiar la direccin de la tubera3.-Cambiar Dimetro de la tubera4.- Terminar la tubera5.- Juntar 2 corrientes para formar una 3ra.6.- Controlar el flujo: Vlvulas.

  • Vlvulas:

    Una conexin que se usa para Controlar el gasto de flujo y cerrar el flujo completamente.

    El tipo de vlvula depender de la funcin que debe efectuar, sea de cierre (bloqueo), estrangulacin o para impedir el flujo inverso. Tambin es necesario

    determinar las condiciones del servicio en que se emplearn las vlvulas.Funcin de la vlvula

    Vlvulas de cierre, que tambin se llaman vlvulas de bloqueo. 1Vlvulas de estrangulacin.2Vlvulas de retencin.3

    Vlvulas para servicio de bloqueo cierre son:

    Vlvulas de compuerta: Resistencia mnima al fluido dela tubera. Se utiliza totalmente abierta o cerrada. Accionamiento

    poco frecuente.

    Vlvulas de macho: Cierre hermtico. Deben estar abiertaso cerradas del todo.

    1

    2 3

  • Vlvulas de bola: No hay obstruccin al flujo. Se utilizanpara lquidos viscosos y pastas aguadas. Cierre positivo.

    Se utiliza totalmente abierta o cerrada.

    Vlvulas de mariposa: Su uso principal es para cierre yestrangulacin de grandes volmenes de gases y lquidosa baja presin. Su diseo de disco abierto, rectilneo, evita

    cualquier acumulacin de slidos; la cada de presin esmuy pequea.

    Vlvulas para servicio de estrangulacin son:

    Vlvulas de globo: Son para uso poco frecuente. Cierrepositivo. El asiento suele estar paralelo con el sentido del

    flujo; produce resistencia y cada de presin considerables.

    Vlvulas de aguja: Estas vlvulas son, bsicamente, vlvulasde globo que tienen un macho cnico similar a una

    aguja, que ajusta con precisin en su asiento. Se puedetener estrangulacin exacta de volmenes pequeos porque

    el orificio formado entre el macho cnico y el asientocnico se puede variar a intervalos pequeos y precisos.

  • Vlvulas en Y; Las vlvulas en Y son vlvulas de globoque permiten el paso rectilneo y sin obstruccin igual

    que las vlvulas de compuerta. La ventaja es una menorcada de presin en esta vlvula que en la de globo convencional.

    Vlvulas de ngulo: Son, en esencia, iguales que las vlvulasde globo. La diferencia principal es que el flujo delfluido en la vlvula de ngulo hace un giro de 90.

    Vlvulas de mariposa: Su uso principal es para cierre yestrangulacin de grandes volmenes de gases y lquidosa baja presin (desde 150 psig hasta el vaco). Su diseode disco abierto, rectilneo evita acumulacin de slidos

    no adherentes y produce poca cada de presin.

    Las vlvulas que no permiten el flujo inverso (de retencin)actan en forma automtica ante los cambios de

    presin para evitar que se invierta el flujo.

  • Ya que las vlvulas y accesorios en una lnea de tuberas alteran la configuracin de flujo, producen una prdida de presin adicional.

    La prdida de presin total producida por una vlvula (0 accesorio) consiste en:

    1 . La prdida de presin dentro de la vlvula.

    2 . La prdida de presin en la tubera de entradaes mayor de la que se produce normalmente si

    no existe vlvula en la lnea. Este efecto es pequeo.

    3 . La prdida de presin en la tubera de salida essuperior a la que se produce normalmente si

    no hubiera vlvula en la lnea. Este efectopuede ser muy grande.

  • Vlvulas hidrulicas de membrana VHM

  • Las principales frmulas empricas empleadas en el clculo de la prdida de carga que tiene lugar en tuberas:

    Para clculos hidrulicos es la de Darcy-Weisbach. Sin embargo por su complejidad en el clculo del coeficiente "f" de friccin ha cado en

    desuso.

    h = f *(L / D) * (v2 / 2g)

    El coeficiente de friccin f es funcin del nmero de Reynolds (Re) y del coeficiente de rugosidad o rugosidad relativa de las paredes de la tubera

    (r): f = f (Re, r); Re = D * v * / ; r = / D

  • Manning (1890)

    Para el caso de las tuberas son vlidas cuando el canal es circular y est parcial o totalmente lleno, o cuando el dimetro de la tubera es muy grande.

    h = 10,3 * n2 * (Q2/D5,33) * L

    En donde: h: prdida de carga o de energa (m)n: coeficiente de rugosidad (adimensional)D: dimetro interno de la tubera (m)Q: caudal (m3/s)L: longitud de la tubera (m)

  • Hazen-Williams (1905)

    Es til en el clculo de prdidas de carga en tuberas para redes de distribucin de diversos materiales, especialmente de fundicin y acero:

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

    En donde: h: prdida de carga o de energa (m)Q: caudal (m3/s)C: coeficiente de rugosidad (adimensional)D: dimetro interno de la tubera (m)L: longitud de la tubera (m)

  • Scimeni (1925)

    Se emplea para tuberas de fibrocemento. La frmula es la siguiente:

    h = 9,84 * 10-4 * (Q1,786/D4,786) * L

    En donde: h: prdida de carga o energa (m)Q: caudal (m3/s)D: dimetro interno de la tubera (m)L: longitud de la tubera (m)

    Scobey (1931)

    Se emplea fundamentalmente en tuberas de aluminio en flujos en la zona de transicin a rgimen turbulento.

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

    K: coeficiente de rugosidad de Scobey (adimensional)

  • Veronesse-Datei

    Se emplea para tuberas de PVC y para 4 * 104 < Re < 106:

    h = 9,2 * 10-4 * (Q1,8/D4,8) * L

    Prdidas de carga en singularidades

    Las prdidas de carga localizadas slo se pueden determinar de forma experimental, y puesto que son debidas a una disipacin de energa motivada

    por las turbulencias, pueden expresarse en funcin de la altura cintica corregida mediante un coeficiente emprico (K):

    h = K * (v2 / 2g)

    En donde: h: prdida de carga o de energa (m); K: coeficiente emprico (adimensional)

    v: velocidad media del flujo (m/s)g:(m/s2)

  • http://www.miliarium.com/Prontuario/Medi

    oAmbiente/Aguas/PerdidaCarga.asp

    http://www.slideshare.net/MaguiMoon/cfak

    epathpractica-no-4

    Vlvulas, Seleccin, Uso y Mantenimiento.

    Richard W. Green Pg. 11-12-13. McGraw-Hill

    Flujo de Fluidos (En vlvulas, Accesorios y

    Tuberas) Pg. 2-2;2-10;1-4;1-5. McGraw-Hill

    Operaciones Unitarias en la Ing. De

    Alimentos. Alberto Ibarz Ribas. Pg. 203

    Fenmenos de Transporte Bird;Stewart. Ed.

    REPLA ,S.A. Pg. 2-3;5-4