233129123 Hidraulica de Tuberias

HIDRÁULICA DE TUBERÍAS: TALLER

Nicolle Álvarez Cohen
Enrique Ramírez Ruiz

Presentado al Ing. Camilo Osorio G.
Hidráulica: Grupo AD

UNIVERSIDAD DE LA COSTA
FACULTAD DE INGENIERÍA
BARRANQUILLA, ABRIL DE 2014

Hidráulica de tuberías; Juan Saldarriaga, Capítulo 1


A través de un tubo de 150mm de diámetro fluyen 124 L/s de agua con una
temperatura de 15°C. Calcule el número de Reynolds yestablezca si el flujo es
laminar o turbulento.
Datos:

Tenemos que:

Considerando que conocemos el diámetro; entonces:

Teniendo en cuenta que:

Basados en la velocidad obtenida:

Sabiendo que el flujo laminar se presenta con Re≤2000; entonces el flujo obtenido
es turbulento.



Para la tubería del problema anterior ¿Cuál sería el caudal límite para el flujo
laminar? Mediante este resultado, expliquepor qué es tan difícil encontrar
flujos laminares cuando el fluido en un sistema de tuberías es agua.

Tal como fue relacionado en el anterior ejercicio: Si Re≤2000, entonces el flujo es
laminar.
Con base en esto, y sabiendo que

Entonces la velocidad límite será:

Por lo tanto, el máximo caudal para mantener un flujo laminar es:
.



¿Cuál sería el número de Reynolds si el fluido del problema1.1 fuera petróleo
crudo pesado con ρ = 0,83 g/cm3 y µ = 0,8 Pa.s

Debido a la alta viscosidad del petróleo crudo, incluso con velocidades altas
generará un flujo laminar para este caso, pudiendo verse alterado dependiendo de
la temperatura, que es el factor que más influye en la viscosidad.



A través de un tubo de 200 mm de diámetro fluyen 170 l/s de agua con una
temperatura de 20°C. Calcule elnúmero de Reynolds y establezca si el flujo es
laminar o turbulento.

Por simple inspección, nos damos cuenta que Re>2000, por lo tanto el flujo es
turbulento.



Si en la tubería del problema anterior el número de Reynolds es 1x10 6, ¿Cuál
es la velocidad media del flujo en la tubería? El fluido es agua a una
temperatura de 20°C.









A través de una tubería de 200 mm de diámetrofluye un aceite con ρ = 900
kg/m3 y ν = 2x10-4 m2/s. si el número de Reynolds del flujo es 1800, calcule:
(a) la velocidad media del flujo
(b) la velocidad máxima del flujo
(c) el perfil de velocidades
(d) el esfuerzo cortante en la pared (τ0)
(e) la velocidad del corte (v0).
Dibuje el perfil de velocidades.

Datos:

Re = 1800
a) La velocidad media del flujo tenemos que:
;
Seguidamente despejamos lavelocidad:
V= 1,8 m/s
b) Dado que Re ≤ 2000 decimos que el régimen del flujo es laminar, entonces la
velocidad máxima es el doble de la velocidad media debido a que la
distribución de la velocidad se da de manera parabólica, entonces:
Vmáx= 2v
Vmáx = 2(1,8m/s)
Vmáx = 3,6m/s

c) Tal como fue relacionado en el literal b, siempre que el flujo sea laminar, la
distribución de velocidad se da de maneraparabólica, por lo que este es el
perfil que va a desarrollar dicho flujo.

d) El esfuerzo cortante se puede definir con base en el número de Froude
Ƭ=

=

Ƭ=

(1)

W= FrL;

(trabajo de fuerzas de friccion por unidad de peso del líquido)

Tenemos entonces:
J=

=
 A= Sección de corte A=

J=

; despejando
JAρg (2)

Aplicando el simple método de reemplazo, agregamos la ecuación 2 a la ecuación
1 ytendremos:
Ƭ=
Ƭ=

=

=

=

(3)

J se define como la perdida de Hagen- Poiseuille para régimenes laminares, ya
que contamos con el número de Reynolds, procedemos a aplicar la ecuación de
Durcy-Weisbach

J=

(4) ;

Reemplazando la ecuación (4) en la numero (3)
Ƭ=

=

e) Re=

; Vc= Re=



= 12,96 ρa

=

=

Calcule el factor de fricción para el flujo en una tubería con un número de
Reynolds de45000 y con una rugosidad relativa de 0,000001. Utilice las
ecuaciones de Blassius (Ecuación 1,46), de Prandtl-von Karmán (Ecuación
1,54), de Colebrook-White (Ecuación 1,69) y el diagrama de Moody.
Comente los resultados.

- Ecuación de Blassius

- Ecuación de Prandtl-von Karmán
√

√

Con base en esta ecuación realizamos la iteraciones
f
0,014
0,022
0,0213
0,0213

A
6,65
6,86
6,83
6,83

f (A-2)...