fluidos

CAPITULO 1
RASANTE DE ENERGIA

RASANTE DE ENERGIA:
Si se grafican las cargas totales a partir del nivel de referencia (DATUM) para todas las secciones de la tubería, el lugar geométrico de los puntos graficados es una línea continua denominada Rasante de Energía o Rasante de carga total.
Esta línea indicara como varia la carga total a lo largo de la línea de conducción. La rasante deenergía siempre es decreciente en una misma tubería debido a que las pérdidas por fricción varían directamente con la longitud de la misma. Donde exista la instalación de un accesorio la rasante de energía sufrirá una caída local igual a la magnitud de dicha perdida local (hlocal), así mismo sucederá donde exista una turbina (Hturbina); dado que estos accesorios u mecanismos sustraen energía al sistema,pero no así cuando se instala una bomba (mecanismo suplidor de energía) en la línea de conducción la rasante de energía se elevara bruscamente en magnitud de la carga total de la bomba (hbomba). Hay que observar que esta línea se encontrara siempre por encima del DATUM para que el flujo pueda tener lugar. Si la rasante energía cae por debajo del DATUM el flujo no puede mantenerse y será necesariala instalación de una bomba para el suministro de energía al sistema.
RASANTE O LINEA PIEZOMETRICA:
La rasante piezométrica es la línea que resulta de graficar la carga piezométrica
(1)
A partir del datum para toda las secciones de la tubería.
O sea que la carga total de una sección se puede expresar como sigue
(2)

Con esto se puede deducir que la rasantepiezométrica estará siempre debajo de la rasante de energía, siendo la diferencia entre ellas la carga de velocidad , en cada sección. A diferencia de la rasante de energía no siempre debería ser decreciente (aun cuando no hay bombas en las líneas de conducción) puesto que una expansión en la sección transversal producirá un elevación súbita de la misma.
En una misma tubería simple, debido aque la carga de velocidad es constante en todas las secciones y las pérdidas por fricción varían linealmente con la longitud de la tubería, ambas líneas serán decrecientes en la dirección del flujo y paralelas. Analicemos los siguientes ejemplos.
Tuberías

Las tuberías trabajando “a presión” permiten conducir el agua, aún a contrapendiente. Para eso requieren de cierta cantidad de energía porunidad de peso, proporcionada por una unidad de bombeo.

Ventajas

Conducen el agua directamente a los puntos de aplicación
No existen pérdidas de agua
El costo

Desventajas

No dificultan las operaciones de las máquinas ni el tránsito
Requieren menos mantenimiento y conservación que los canales en tierra y las reguera

Materiales más comunes para uso agrícola

Plásticos (PVC, PE)Aluminio
Acero galvanizado

TEOREMA DE BERNOULLI













La “carga” total de una partícula de agua es igual a la presión en el punto, la energía de posición respecto de un plano de referencia y la componente cinética (dada por la velocidad)



H = Presión + Energía Potencial + Energía cinética

H = P + Z + V2 / 2g










P1 + Z1 + V12/2g = P2 + Z2 + V22/2gSe ha perdido algo de presión al vencer la fricción

Movimiento del agua en tuberías rectas

Régimen laminar

El agua se desplaza en capas cilíndricas concéntricas al eje de la tubería.
La velocidad decrece desde el eje a las paredes del tubo.
El rozamiento se da entre las capas de agua entre si y entre la más externa y la pared del tubo (velocidad mínima).






Régimenturbulento

Las partículas de agua no siguen trayectorias definidas, entrecruzándose.
Gran rozamiento de las moléculas de agua contra las paredes del tubo.


Analizando las pérdidas de carga en régimen turbulento, se puede decir:

Son directamente proporcionales a una potencia de velocidad cercana a 2
Son inversamente proporcionales a una potencia al diámetro de la tubería
Son directamente...