rugosidad y perdidas de energa en tubos comerciales

rugosidad y perdidas de energa en tubos comerciales INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD ZACATENCOHidrulica bsica

Rivera Rodrguez Francisco

Grupo 4CM8

BienvenidosWelcomemuito bem vindobun venitBienvenueWillkommen }dobrodolindice: Tuberas.Rugosidad.Rugosidad hidrulica.Energa.Energa especifica.Perdida de carga en conducciones.Ecuacin general de perdidas de carga.Ecuacin de perdidas de carga en tuberas circulares.Henry Darcy.Julius Weisbach.Ecuacin general de Darcy-Weissbach.Coeficiente de friccin en tuberias.Numero critico de Reynolds.Diagrama de Moody.Valores de rugosidad absoluta.

Tubera.

Una tubera o caera es un conducto que cumple la funcin de transportar agua u otros fluidos. Se suele elaborar con materiales muy diversos. Cuando el lquido transportado es petrleo, se utiliza el trmino oleoducto. Cuando el fluido transportado es gas, se utiliza el trmino gasoducto. Tambin es posible transportar mediante tuberas materiales que, si bien no son un fluido, se adecuan a este sistema: hormign, cemento, cereales, documentos encapsulados, etctera

RugosidadRugosidad es el conjunto de irregularidades que posee una superficie.

Rugosidad.La mayor o menor rugosidad de una superficie depende de su acabado superficial. ste, permite definir la micro geometra de las superficies para hacerlas vlidas para la funcin para la que hayan sido realizadas.

Rugosidad hidrulicaLa rugosidad de las paredes de los canales y tuberas es funcin del material con que estn construidos, el acabado de la construccin y el tiempo de uso.

energaEl trmino tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento.

Energa especifica.La energa especfica en la seccin de un canal se define como la energa por peso de agua en cualquier seccin de un canal medida con respecto al fondo del mismo.

PRDIDA DE CARGA EN CONDUCCIONES a) conduccin forzada

Rgimen permanente y uniformeb) conduccin abierta En tramos rectos de pendiente y seccin constantes, un flujo permanente tiende a hacerse uniforme cuando el tramo tiene longitud suficiente; en tal caso, p1 = p2:

Ecuacin general de perdidas de carga

Interviene la viscosidad (nmero de Reynolds):

Velocidad caracterstica (u): V Longitud caracterstica (l) a) tuberas circulares: el dimetro D (ReD = DV/n)

Ecuacin perdidas de carga tuberas circulares (ecuacin de Darcy-Weissbach)

coeficiente de friccin en tuberas.En funcin del caudal:

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Henry DarcyFrancia (1803-1858)

Henry Philibert Gaspard Darcy ms conocido como Darcy naci el 10 de Junio de 1803 en Junio en Dijon Francia, fue un hidrulico francs. Graduado como ingeniero de Puentes y Caminos es uno de los pioneros modernos en el abastecimiento de agua potable. Ha tenido un papel importante en el desarrollo de su ciudad natal.

Julius WeisbachAlemania (1806-1871)Naci el 10 Agosto de 1806 en Mittelschmiedeberg en Alemania y muri el 24 de Febrero de 1871 en Freiber Alemania.Sus escritos aparecen en ms de 40 libros, pero los de mayor influencia fueron los de la hidrulica, que tienen tanta importancia que se siguieron usando sus descubrimientos a travs del siglo XX y XXI Como premio a sus estudios, Weisbach recibi distinciones honorficas desde Leipzig, y fue miembro de la Real Academia de la Ciencia de San Petersburgo y de la Real Academia Sueca de Ciencia y de la Academia de Lincei.

Darcy-WeissbachEn 1845, Darcy, Weisbach y otros, obtuvieron a partir de datos experimentales una ecuacin para calcular las prdidas por friccin en un tubo. Aunque esta expresin se desarroll en forma emprica, puede deducirse realizando un balance de fuerzas sobre un elemento finito de fluido sin aceleracin y aplicando simultneamente la ecuacin de balance de energa o mediante el anlisis dimensional. La forma general de la ecuacin es:

COEFICIENTE DE FRICCIN EN TUBERAS Anlisis conceptual

En general,

k/D = rugosidad relativaCOEFICIENTE DE FRICCIN EN TUBERAS Anlisis conceptual 1. Rgimen laminar

2. Rgimen turbulento es bastante mayor que en el rgimen laminar (f2 > f1).

2. Rgimen turbulento a) Tubera hidrulicamente lisa b) Tubera hidrulicamente rugosa

c) Con dominio de la rugosidad

por debajo el rgimen es laminar y por encima turbulento. Lo estableci Reynolds en su clsico experimento (1883).Nmero crtico de Reynolds

Aunque sea 2300 el nmero que adoptemos, lo cierto esque, entre 2000 y 4000 la situacin es bastante imprecisa.

Diagrama de Moody

El diagrama de Moody es la representacin grfica en escala doblemente logartmica del factor de friccin en funcin del nmero de Reynolds y la rugosidad relativa de una tubera, diagrama hecho por Lewis Ferry Moody.En la ecuacin de Darcy-Weisbach aparece el trmino que representa el factor de friccin de Darcy, conocido tambin como coeficiente de friccin. El clculo de este coeficiente no es inmediato y no existe una nica frmula para calcularlo en todas las situaciones posibles.Se pueden distinguir dos situaciones diferentes, el caso en que el flujo sea laminar y el caso en que el flujo sea turbulento. En el caso de flujo laminar se usa una de las expresiones de la ecuacin de Poiseuille; en el caso de flujo turbulento se puede usar la ecuacin de Colebrook-White adems de algunas otras cmo ecuacin de Barr, ecuacin de Miller, ecuacin de Haaland.

Valores de rugosidad absoluta k material k mm vidrio liso cobre o latn estirado 0,0015 latn industrial 0,025 acero laminado nuevo 0,05 acero laminado oxidado 0,15 a 0,25 acero laminado con incrustaciones1,5 a 3 acero asfaltado 0,015 acero soldado nuevo 0,03 a 0,1 acero soldado oxidado 0,4 hierro galvanizado 0,15 a 0,2 fundicin corriente nueva 0,25 fundicin corriente oxidada 1 a 1,5 fundicin asfaltada 0,12 fundicin dctil nueva0,025 fundicin dctil usado0,1fibrocemento 0,025 PVC 0,007 cemento alisado 0,3 a 0,8 cemento bruto hasta 3

Referencias:http://es.wikipedia.org/wiki/Rugosidad_%28mec%C3%A1nica%29http://es.wikipedia.org/wiki/Tuber%C3%ADahttps://todoingenieriaindustrial.files.wordpress.com/2012/10/114.jpghttp://es.wikipedia.org/wiki/Rugosidad_%28hidr%C3%A1ulica%29http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_espec%C3%ADfica_%28hidr%C3%A1ulica%29http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/37/Energ%C3%ADa_Espec%C3%ADfica_3D.pnghttp://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoentuberias/ec_flujo/Paginas/page9.html

http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoentuberias/ec_flujo/Paginas/page4.htmlhttp://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoentuberias/ec_flujo/Paginas/page5.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_de_Moodyhttp://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/confinado/rugosidad.htm

Gracias.