Flujo En Tuberias

Flujo en Tuberías
Daniel Suarez, Gerardo Pacheco, Francisco Aguilar, Andrés Michelangelli,
Miguel López, Omar Guerra

Dpto. de Térmica y Energética, Escuela de Ingeniería Mecánica, Universidad de Carabobo
Valencia, Carabobo, Venezuela

dsr_05@hotmail.com
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omar@hotmail.com

I.RESUMEN

5 Al momento de diseñar un sistema de tuberías es de vital importancia conocer las pérdidas que se pueden presentar durante el recorrido del fluido de un punto a otro y esto depende en gran forma de cómo se conecten las tuberías entre sí.
7 A la hora de hablar de la pérdida de carga en un tramo de flujo, no es más que consolidación como tal de la dificultad de lograr sistemas ideales; eneste caso, la imposición de las mismas vienen dadas por diferentes factores, ya sean las pérdidas de energía dinámica del fluido, por causa en reiteradas ocasiones por la fricción o el rose de las partículas del fluido, ya sea con las paredes de las tuberías, o simplemente entre ellas mismas; a su vez estas pérdidas pueden clasificarse en determinadas ramas, estas vienen seleccionadas de acuerdo ala continuidad de las mismas (Estas en su mayoría, son características de secciones largas en conductos regulares); o simplemente definidas como accidentales debido a circunstancias puntuales, ya sea cambio de dirección, presencia de alguna válvula, entre otros factores.

10 A la hora de estudiar la cavitación en bombas centrífugas; tenemos que comprender que la misma, no es más que unaconsecuencia perjudicial que se produce cuando un fluido en esta líquido pasa por una arista o simplemente un cambio de sección radical; originando pérdidas de presión debido a los principios de conservación; la misma puede ocasionar el alcance de presiones características de vapores de líquido, los cuales al participar en el proceso pueden generar burbujas (o cavidades) las cuales podrían viajar a zonasde mayor presión generando estelas de gas que pueden producir un arranque del metal de la superficie afectada por el fenómeno, generando así una falla estructural en el sistema diseñado para el paso del flujo, produciendo a su vez efectos sonoros no característicos del proceso y vibraciones en el mismo.
En cuanto a los tipos de succiones, podemos encontrar dos tipos, un tipo, se origina cuando laaspiración se lleva a cabo en zonas de baja presión y grandes porcentajes de vacío en las zonas del rodete, y la segunda, cuando el proceso de descarga de la bomba es bastante alto; es importante señalar que la cavitación se produce debido a algún error durante el diseño del sistema de bombeo.

11 La cavitación tiene un efecto perjudicial en las bombas y para evitar que esta aparezca esnecesario conocer cual es el rango de trabajo óptimo de carga neta positiva de succión de dicha bomba, la cual básicamente relaciona la presión de succión de la bomba junto con la presión de vapor del fluido de trabajo.

II. FLUJO LAMINAR EN TUBERÍAS

El flujo Laminar que experimenta un fluido se caracteriza por líneas de corriente suaves y movimiento sumamente ordenado. Para explicar másdetalladamente como se presenta el flujo laminar en tuberías debemos considerar un flujo de modo estacionario de un fluido incompresible con propiedades constantes en la región totalmente desarrollada de una tubería circular recta. Se obtiene la ecuación de cantidad de movimiento cuando se aplica un equilibrio de cantidad de movimiento a un elemento diferencial de volumen, y cuando se resuelve se obtiene elperfil de velocidad. Luego se utiliza para lograr una relación para el factor de fricción. Un aspecto importante del análisis aquí es que es uno de los pocos disponibles para flujo viscoso.
En flujo laminar totalmente desarrollado, cada partícula de fluido se desplaza a una velocidad axial constante a lo largo de una línea de corriente y el perfil de velocidad u(r) permanece invariable en la...