Fluidos

Republica Bolivariana de Venezuela
Universidad del Zulia
Núcleo Costa Oriental del Lago
Escuela de Mecánica
Cátedra: Mecánica de los Fluidos

Trabajo Final de Sistemas de Bombeo



- Introducción

La importancia de los sistemas de bombeo es evidente cuando se considera el papel fundamental que desempeñan en la vida diaria, desde el abastecimiento de agua potable en el que se requierevencer grandes desniveles ascendentes y accesorios, así como en la explotación de agua subterránea, y en el desalojo de aguas residuales que no pueden ser transportadas por gravedad. Estas obras de infraestructura tienen una función social, su propósito es incrementar los niveles de salud y bienestar de las poblaciones y también promueven el desarrollo económico.

Seleccionar los diámetrosóptimos de tubería, así como el tipo y modelo de bomba adecuado para bombear desde el tanque 1 hasta el tanque 2, de forma que el tanque 2 se llene en 1.9h
Datos del ejercicio:
* Longitud de la tubería: 5.8mm de Succión y 7.6mm de descarga.
* Material de la tubería: Hierro Galvanizado.
* Fluido de Trabajo: Agua.
* Temperatura del fluido: 30°C.
* Tiempo de llenado 1.9 h
* Z1=4.4m
* Z2=14.8 m-0.8 m
* Q= 50 m31.9h*1 h3600 s →Q=7.31x10-3m3/s

Diámetro
De la tabla C.6 se escogen las velocidades de flujo utilizadas habitualmente.
Rango m/s |
(0.5 ~1.5) |
(1.0~3.0) |
Velocidad de Succión → Vs = 1 m/s
Velocidad de Descarga → Vd = 1.5 m/s
De la ecuación de la Ley de Continuidad, se despeja el diámetro (d) quedando así:
d= 4 Qπ VsQ → Caudal Vs → Velocidad

* Succión:
Utilizamos la ecuación anterior para determinar el diámetro.
Sustituimos el Caudal y la Velocidad de Succión.
ds=4 (7.31x10-3m3/s)π (1.0 m/s) →ds=0.0964 m→ds=96.4 mm
Ahora con la tabla C.1 normalizamos el diámetro y calculamos la velocidad de succión con el nuevo diámetro.
dinterno=dexter-2veces el espesordnominal = 4’’
ds = 114.3 mm – 2x (4.50 mm) ds = 105.3 mm
Para calcular la Velocidad de Succión utilizamos la siguiente ecuación con el nuevo diámetro obtenido:
Vs=4Qπ ds2 →sustituimos Q y ds →Vs=4 (7.31x10-3m3/s)π (105.3x10-3m)2
* Vs=0.839 m/s OK! (Se mantiene dentro del rango de succión)






* Descarga:
Aplicamos las ecuaciones que utilizamos en succión ysustituimos el Caudal y la Velocidad de descarga.
dd=4 (7.31x10-3m3/s)π (1.5 m/s) →dd=0.0787m→dd=78.8mm
Ahora con la tabla C.1 normalizamos el diámetro y calculamos la velocidad de descarga con el nuevo diámetro.
dnominal = 3”
dd = 88.91 – 2x (4.05mm) dd =80.8mm
Calculamos la Velocidad de descarga:
Vd=4Qπ ds2 →sustituimos Q y dd →Vd=4 (7.31x10-3m3/s)π (80.8x10-3m)2
* Vd=1.425m/s OK! (Se mantiene dentro del rango de succión)

* Selección de Bomba
0
0
0
Comenzamos con la Ecuación de Bernoulli, para despejar en función de HB.
P1γ+V122g+z1+HB-hp=P2γ+V222g+z2
Las presiones 1 y 2 se cancelan porque están a Presión atmosférica y la Velocidad 1 es cero y la Velocidad 2 es la de descarga antes calculada, quedando la ecuación de esta forma:
HB=Z2-Z1+V222g+hpZ1 y Z2 → Alturas
V2 → Velocidad de descarga
g → Gravedad
Calculamos las Perdidas con la siguiente fórmula:
hp= hfs+hfacc+hfd+haccd
* Perdidas por Fricción en Succión:
Utilizamos la ecuación de Darcy
hf=f xLDxV22g
f = Factor de Razonamiento.
L = Longitud de la tubería.
D = Diámetro de la tubería.
V = Velocidad
Como no conocemos f, Sacamos el Número deReynolds para saber si el fluido es laminar o turbulento, la ecuación es la siguiente:
R=D.V.ρμ
D = Diámetro.
V = Velocidad.
ρ = Densidad del Fluido.
μ = Viscosidad del Fluido.
Como conocemos el fluido de trabajo y su temperatura, Con la Tabla C.10 obtenemos la densidad y la viscosidad del fluido.
Sustituimos en la ecuación del número de Reynolds.
R=105.3 10-3m . (0.839m/s)...