Cálculo de tuberías

UNIVERSIDAD DE LEÓN
Dpto. de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

CÁLCULO DE
TUBERÍAS
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CONCEPTOS BÁSICOS (1)

FENÓMENO TRANSITORIO O VARIABLE: Las magnitudes que intervienen
varían de una manera aleatoria con el tiempo.
FENOMENO PERMANENTE: Las magnitudes que intervienen toman valores
alrededor de uno medio y la suma de las diferencias con éste es cero
FENOMENO ESTACIONARIO: Lasmagnitudes que intervienen conservan su
valor a lo largo del tiempo;
Concretamente, la velocidad en cada punto es independiente del tiempo y las
trayectorias no se cruzan entre sí.
FLUIDOS PERFECTOS: Se consideran fluidos perfectos o ideales cuando se
hace abstracción de la viscosidad y, por tanto , se prescinde de los esfuerzos
cortantes o tangenciales y se tiene en cuenta exclusivamente losesfuerzos
normales o de presión.
LÍNEA DE CORRIENTE: Es aquélla que admite como tangente en cada uno
de sus puntos la dirección del vector velocidad.
TUBO DE CORRIENTE: Es el formado por las líneas de corriente que se
apoyan en una curva cerrada en un campo de velocidades.
TRAYECTORIA: Línea lugar geométrico de los puntos ocupados
sucesivamente por una partícula.
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CONCEPTOS BÁSICOS(2)

PRINCIPIO DE CONTINUIDAD:
S1 · ΔL1· ρ1 = Sn · ΔLn· ρn = cte
S1 · V1 = S2 · V2 = cte = Q
A lo largo de un tubo de corriente, es constante
el producto de la sección por la velocidad
(velocidad media); esta constante se denomina
caudal o gasto (Q).
1 m3/s = 1.000 l/s = 1.000 dm3/s = 60.000 l/min = 3,6 · 103 m3/h.
TEOREMA DE BERNOULLI ( para fluidos perfectos):
p/γ + z + v2/2g = cte = Hpeso especifico = γ = kg/m3= g · ρ
En un hilo de corriente de un líquido perfecto en régimen estacionario, es
constante la suma de las energías (o alturas) de presión, de posición y de
velocidad en cualquier punto del hilo.
UNIDADES DE PRESIÓN:
1 kg/cm2 = 10 m.c.a. = 0,9806 bar = 98,06 kPa
Presión absoluta = Presión relativa + Presión atmosférica
La presión relativa se mide con manómetrostipo Bourdon
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TEOREMA DE BERNOULLI - FLUIDOS REALES
pn
Vn2
V12 p2
V22
+ z1 +
=
+ z2 +
+ H12 =
+ zn +
+ H1n = cte
γ
2g γ
2g
γ
2g

p1

p/γ = Altura piezométrica o energía piezométrica por unidad de peso, representaría la
altura de una columna de líquido, debida a la presión p, en el campo de la
gravedad. (mm.c.a. ó Pa).
z = Altura geométrica o energía específica potencial(por unidad de peso). Es la cota de la
partícula considerada respecto a un plano de referencia. (mm.c.a. ó Pa).
V2/2g = Altura cinética o energía cinética específica (por unidad de peso). Es la altura a la
que subiría una partícula lanzada verticalmente hacia arriba en el campo de la
gravedad. (mm.c.a. ó Pa).

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TEOREMA DE BERNOULLI - FLUIDOS REALES
pn
Vn2
V12 p2
V22
+ z1 +
=
+z2 +
+ H12 =
+ zn +
+ H1n = cte
γ
2g γ
2g
γ
2g

p1

Para que un fluido se mueva por dentro de una tubería hace falta que exista una
presión que le obligue a ello y que compense los rozamientos que se producen
cuando el fluido se mueve y al mismo tiempo mantenga la velocidad de
circulación

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CIRCULACIÓN DENTRO DE TUBERÍAS
FLUIDOS REALES: Se consideran fluidos reales cuando setiene en cuenta la
existencia de la viscosidad, por lo que hay que contar con los esfuerzos cortantes o
tangenciales y con los esfuerzos normales o de presión.
CIRCULACIÓN DENTRO DE TUBERÍAS:
El tubo de corriente está limitado por un contorno material sólido. Las
características de las paredes o superficies interiores de las tuberías pueden
influir decisivamente en el régimen con quecirculan los fluidos (rugosidad).
TIPOS DE CIRCULACIÓN DEL FLUIDO:
Los fluidos pueden circular dentro de las tuberías de una forma ordenada
(régimen laminar) o desordenada (régimen turbulento)

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RÉGIMEN LAMINAR
RÉGIMEN LAMINAR: El movimiento de un fluido en régimen laminar o
viscoso, que es independiente de la rugosidad de la tubería, se realiza, de manera
que las partículas se desplazan...