La pérdida de carga en una tubería o canal, es la pérdida de E. dinámica del fluido debida a la fricción de las partículas del fluido entre sí y contra las

paredes de la tubería que las contiene.

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

Un estrechamientoCambio de direcciónPresencia de una válvula o conexiones, etc.

Conexiones: Piezas de tubería que puedan:

1.-Juntar 2 piezas de tubería2.-Cambiar la dirección de la tubería3.-Cambiar Diámetro de la tubería4.- Terminar la tubería5.- Juntar 2 corrientes para formar una 3ra.6.- Controlar el flujo: Válvulas.

Válvulas:

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

El tipo de válvula dependerá de la función que debe efectuar, sea de cierre (bloqueo), estrangulación o para impedir el flujo inverso. También es necesario

determinar las condiciones del servicio en que se emplearán las válvulas.Función de la válvula

Válvulas de cierre, que también se llaman válvulas de bloqueo. 1Válvulas de estrangulación.2Válvulas de retención.3

Válvulas para servicio de bloqueo ó cierre son:

Válvulas de compuerta: Resistencia mínima al fluido dela tubería. Se utiliza totalmente abierta o cerrada. Accionamiento

poco frecuente.

Válvulas de macho: Cierre hermético. Deben estar abiertaso cerradas del todo.

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Válvulas de bola: No hay obstrucción al flujo. Se utilizanpara líquidos viscosos y pastas aguadas. Cierre positivo.

Se utiliza totalmente abierta o cerrada.

Válvulas de mariposa: Su uso principal es para cierre yestrangulación de grandes volúmenes de gases y líquidosa baja presión. Su diseño de disco abierto, rectilíneo, evita

cualquier acumulación de sólidos; la caída de presión esmuy pequeña.

Válvulas para servicio de estrangulación son:

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

flujo; produce resistencia y caída de presión considerables.

Válvulas de aguja: Estas válvulas son, básicamente, válvulasde globo que tienen un macho cónico similar a una

aguja, que ajusta con precisión en su asiento. Se puedetener estrangulación exacta de volúmenes pequeños porque

el orificio formado entre el macho cónico y el asientocónico se puede variar a intervalos pequeños y precisos.

Válvulas en Y; Las válvulas en Y son válvulas de globoque permiten el paso rectilíneo y sin obstrucción igual

que las válvulas de compuerta. La ventaja es una menorcaída de presión en esta válvula que en la de globo convencional.

Válvulas de ángulo: Son, en esencia, iguales que las válvulasde globo. La diferencia principal es que el flujo delfluido en la válvula de ángulo hace un giro de 90’.

Válvulas de mariposa: Su uso principal es para cierre yestrangulación de grandes volúmenes de gases y líquidosa baja presión (desde 150 psig hasta el vacío). Su diseñode disco abierto, rectilíneo evita acumulación de sólidos

no adherentes y produce poca caída de presión.

Las válvulas que no permiten el flujo inverso (de retención)actúan en forma automática ante los cambios de

presión para evitar que se invierta el flujo.

Ya que las válvulas y accesorios en una línea de tuberías alteran la configuración de flujo, producen una pérdida de presión adicional.

La pérdida de presión total producida por una válvula (0 accesorio) consiste en:

1 . La pérdida de presión dentro de la válvula.

2 . La pérdida de presión en la tubería de entradaes mayor de la que se produce normalmente si

no existe válvula en la línea. Este efecto es pequeño.

3 . La pérdida de presión en la tubería de salida essuperior a la que se produce normalmente si

no hubiera válvula en la línea. Este efectopuede ser muy grande.

Válvulas hidráulicas de membrana VHM

Las principales fórmulas empíricas empleadas en el cálculo de la pérdida de carga que tiene lugar en tuberías:

Para cálculos hidráulicos es la de Darcy-Weisbach. Sin embargo por su complejidad en el cálculo del coeficiente "f" de fricción ha caído en

desuso.

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

El coeficiente de fricción f es función del número de Reynolds (Re) y del coeficiente de rugosidad o rugosidad relativa de las paredes de la tubería

(εr): f = f (Re, εr); Re = D * v * ρ / μ; εr = ε / D

Manning (1890)

Para el caso de las tuberías son válidas cuando el canal es circular y está parcial o totalmente lleno, o cuando el diámetro de la tubería es muy grande.

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

En donde: h: pérdida de carga o de energía (m)n: coeficiente de rugosidad (adimensional)D: diámetro interno de la tubería (m)Q: caudal (m3/s)L: longitud de la tubería (m)

Hazen-Williams (1905)

Es útil en el cálculo de pérdidas de carga en tuberías para redes de distribución de diversos materiales, especialmente de fundición y acero:

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

En donde: h: pérdida de carga o de energía (m)Q: caudal (m3/s)C: coeficiente de rugosidad (adimensional)D: diámetro interno de la tubería (m)L: longitud de la tubería (m)

Scimeni (1925)

Se emplea para tuberías de fibrocemento. La fórmula es la siguiente:

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

En donde: h: pérdida de carga o energía (m)Q: caudal (m3/s)D: diámetro interno de la tubería (m)L: longitud de la tubería (m)

Scobey (1931)

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

K: coeficiente de rugosidad de Scobey (adimensional)

Veronesse-Datei

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

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

Pérdidas de carga en singularidades

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)

En donde: h: pérdida de carga o de energía (m); K: coeficiente empírico (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

Válvulas, Selección, Uso y Mantenimiento.

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

Flujo de Fluidos (En válvulas, Accesorios y

Tuberías) Pág. 2-2;2-10;1-4;1-5. McGraw-Hill

Operaciones Unitarias en la Ing. De

Alimentos. Alberto Ibarz Ribas. Pág. 203

Fenómenos de Transporte Bird;Stewart. Ed.

REPLA ,S.A. Pág. 2-3;5-4