Efectos de ecuación de la energía, pérdidas de fricción en tuberías, accesorios y conexiones PDF

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Dossier de efectos de ecuación de la energía, pérdidas de fricción en tuberías, accesorios y conexiones...

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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CUAUTLA Análisis de fluidos

Profesor: Oscar Estévez Jiménez Dossier: Efectos de ecuación de la energía, pérdidas de fricción en tuberías, accesorios y conexiones

Alumno: Sánchez Avilez Cristóbal Yair

5to Semestre Ingeniería Mecatrónica

18/12/20

Perdidas de energía por fricción Cuando circula un fluido por una tubería, dado que lleva una cierta velocidad que es energía cinética, al rozar con las paredes de la tubería pierde parte de la velocidad por la fricción que se produce entre el material y el líquido contra el sólido de las paredes. Entre mayor es la velocidad mayor será el roce.

Por otro lado, está la ecuación de Fanning: hf =4 f F

( )( ) L D

2

v 2 gc

Dónde f =factor de fricción de Fanning L=longitud de la tuberia D=diámetro de latuberia

Factor de fricción Se proponen dos ecuaciones: La ecuación de Darcy-Weisbach y la ecuación de Fanning. La ecuación de Darcy-Weisbach es la fórmula fundamental usada para determinar las pérdidas debidas a la fricción a lo largo de las tuberías. Establece que las pérdidas de energía hl, en una tubería, es directamente proporcional a la V2 longitud L y la energía cinética, 2g , presentes, e inversamente proporcional al diámetro de la tubería, D. H f =f

( )( ) L D

2

v 2g

Donde: f =factor de fricción L=longitud de la tubería D=diámetro de la tubería

Ensanchamiento súbito La pérdida que ocurre en la reducción brusca de diámetro, de una sección A 1 a una sección A 2 es dada por la siguiente fórmula:

( )

V 22 H L =K 2g

Siendo el valor de K: K=

( 49 ) (1− A ) A2 1

Si la reducción de diámetro fuera gradual, la pérdida sería menor. En este caso, el valor de K, generalmente, está comprendido entre 0.04 y 0.15.

Contracción súbita La pérdida de energía debido a una contracción súbita, se calcula a partir de la siguiente ecuación:

( )

V 22 H L =K 2g

V2 En dicha ecuación, es la velocidad en la corriente hacia abajo del conducto menor a partir de la contracción. El coeficiente de resistencia K depende de la proporción de los tamaños de los conductos y de la velocidad de flujo. El mecanismo mediante el cual se pierde energía debido a una contracción súbita es bastante complejo.

Contracción gradual Ensanchamiento gradual Se comprueba experimentalmente que los valores de K dependen de la relación entre los diámetros inicial y final, así como también, la extensión de la pieza. Para las piezas usuales se tiene la siguiente fórmula: H L =0.5

(

V 12 −V 22 2g

)

( ) 2

H L =K

V2 2g

El coeficiente de resistencia se basa en la cabeza de velocidad en el conducto menor después de la contracción.

Pérdidas para válvulas y codos La siguiente tabla incluye valores para las extensiones ficticias correspondientes a las piezas y pérdidas más frecuentes en tuberías.

Referencias   

Robert L. Mott. Mecánica de fluidos aplicada Yunus A. Cengel. Mecánica de fluidos, Fundamentos y aplicaciones Manual para ensayo de pérdidas de energía en accesorios de tubería del laboratorio de hidráulica extraído de: http://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/08/08_2668_C.pdf...