Flujo permanente en conductos cerrados

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÒN UNIVERSITARIA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
DE LOS LLANOS OCCIDENTALES
“EZEQUIEL ZAMORA”

Contenido
TUBERÍA EN SERIE DEFINICIÓN 2
EJEMPLO 2
TUBERÍAS EN SERIE 2
TUBERÍAS EN PARALELO 5
SISTEMAS DE TUBERÍAS EN SERIE 7
EJEMPLOS DE APLICACIÓN: 7
SISTEMAS DE DOS TUBERÍAS PARALELAS. 10
SISTEMASDE TUBERÍAS RAMIFICADAS 10
REDES 13
REDES CERRADAS 13
REDES ABIERTAS. 14
REDES MIXTAS. 14
PROCEDIMIENTO: 15
TUBERÍAS RAMIFICADAS 17
SISTEMAS DE BOMBEO 18
CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL CÁLCULO 18
CONCLUSIONES 21
BIBLIOGRAFÍA 22

BERÍA EN SERIE DEFINICIÓN
Un sistema de tuberías en serie está formado por un conjunto de tuberías que comparten el mismo caudal ytienen diferente sección.
Para un sistema genérico de n tuberías en serie se verifica que:
El caudal es el mismo en todas las tuberías (ecuación de continuidad)

La pérdida de carga total en todo el sistema es igual a la suma de las pérdidas en cada una de las tuberías:

Donde hfi y hmi son las pérdidas primarias y secundarias en cada una de las tuberías del sistema.
EJEMPLO
Sistema de 3 tuberías en serieentre A y B
TUBERÍAS EN SERIE
Nos referimos al hablar de tuberías en serie a una conducción en línea compuesta de varios diámetros como se muestra en la figura 3.47. En ellas se cumplen las siguientes leyes:
Q1 = Q2 = Q3 = ... = Q
hr = hr 1 + hr 2 + hr 3

Se nos pueden plantear las siguientes cuestiones a la hora de resolver un sistema así:
a) Conocemos Q, Li, Di, υ, ki, determinar hr
Esun problema simple de cálculo de tuberías (epígrafe 2.4, caso I). Determinamos las pérdidas de carga en cada tramo, incluidas las pérdidas localizadas si procede, y al final se suman.
b) Dada una conducción en serie con distintos diámetros y/o rugosidades, determinar el diámetro equivalente D de la misma.
Expresamos en primer lugar la perdida de carga localizadas en función del caudal:Sustituyendo ésta y también la fórmula de Darcy-Weisbach en la ecuación anterior, se obtiene:

(7)
Donde despejaríamos el diámetro D.
A menos que las longitudes sean pequeñas, la influencia de las pérdidas de carga locales es despreciable; en tal caso, la ecuación anterior adoptaría la forma:
(8)
Si suponemos que f1 = f2 = f3 = ....= f , la ecuación anterior se simplifica más:
(9)
Lo primero quepuede hacerse es calcular el diámetro equivalente D a través de la ecuación (9). Una vez conocido D y también la pérdida de carga correspondiente, el caudal Q se obtiene mediante la fórmula de Colebrook la cual es:
(10)
En general, los resultados antes obtenidos utilizando la ecuación (9) podrían considerarse definitivos; pero si queremos más exactitud, determinamos los distintos fi con laayuda del valor próximo de Q que ya tenemos, y terminamos de resolver el problema con la ecuación (7) y (8). y/o con la ecuación (9).
c) Conocidos Li , Di, Ki, , hr , determinar Q.
Es el mismo problema anterior. Calculando el diámetro equivalente D, la obtención del caudal es inmediata utilizando la ecuación de Colebrook.
d) El diámetro D que cumple los requisitos exigidos en una instalación noserá en general comercial. Se trata de sustituirla por otra conducción equivalente que utilice los diámetros comerciales D1 por defecto y D2 por exceso.
Las longitudes parciales Li de diámetro D1 y L2 (L2 = L -L1) de diámetro D2, se obtienen de la ecuación (9).

o bien la ecuación (8) si se desea mayor precisión:

TUBERÍAS EN PARALELO
Se trata de una conducción que en un punto concreto se divideen dos o más ramales que después vuelven a unirse en otro punto aguas abajo, como se muestra en la figura 3.47. Se cumplen las siguientes leyes:
Q = Q1 + Q2 + Q3 + ...
hr = hr 1 = hr 2 = hr 3 = ...
Planteemos las siguientes cuestiones:
a) Conocidos hr, Li, Di, Ki, υ, determinar el caudal Q.
Es un problema simple de cálculo de tuberías (epígrafe 2.4, caso II). Se determina el caudal en...