Linea piezometrica

MARCO TEÓRICO
Línea Piezométrica
La línea piezométrica como muestra la figura, es la línea que une los puntos hasta los que el líquido podría ascender si se insertan tubos piezométricos en distintos lugares a lo largo de la tubería o canal abierto. Es una medida de la altura de presión hidrostática disponible en dichos puntos. En un sistema de tubos está formada por el lugar geométrico de lospuntos localizado a una distancia p/γ sobre el centro del tubo p/γ+z sobre un nivel de referencia seleccionado, el líquido de un tubo piezométrico se eleva hasta la Línea Piezométrica. La línea de energía, está formada por el lugar geométrico de los puntos localizados a una distancia V2/2g sobre la línea piezométrica, o la distancia V2/2g+ p/γ+z sobre el nivel de referencia: el líquido en un tubopitot se eleva hasta la línea de energía.

Altura Piezométrica
Es la altura que marcaría un tubo piezométrico conectado verticalmente en un punto de un fluido. Dicha altura es equivalente a la presión del fluido en el punto donde está conectado el tubo piezométrico.
Línea de energía
También es llamada línea de carga. La energía total del flujo en cualquier sección, con respecto aun plano dereferencia determinado, es la suma de la altura geométrica o de elevación Z, la altura piezométrica o de carga, y, y la altura cinética o de presión dinámica V2/2g. La variación de la energía total de una sección a otra se representa por una línea denominada de carga o de energía y también gradiente de energía. (Figura 1). En ausencia de pérdidas de energía, la línea de carga se mantendrá horizontal,aún cuando podría variar la distribución relativa de la energía entre las alturas geométrica, piezométrica y cinética. Sin embargo, en todos los casos reales se producen pérdidas de energía por rozamiento y la línea de carga resultante es inclinada.

Ecuación de Darcy-Weisbach
Alrededor de 1850, Darcy, Weisbach y otros dedujeron una fórmula para determinar la pérdida de carga por rozamiento enconducciones a partir de los resultados de experimentos efectuados con diversas tuberías.
La fórmula ahora conocida como ecuación de Darcy-Weisbach para tuberías circulares es:

En términos de caudal, la ecuación se transforma en:

donde   hf =       pérdida de carga, m.
f =        coeficiente de rozamiento ( en muchas partes del mundo se usa l para
este coeficiente)
L =       longitudde la tubería, m.
V =       velocidad media, m/s.
D =       diámetro de la tubería, m.
g =       aceleración de la gravedad ( 9.81 m/s2 )
Q =      caudal, m3/s
 Se ha comprobado que el valor de f varía con el número de Reynolds NR, la rugosidad y tamaño de la tubería y otros factores. Las relaciones entre estas variables se representan gráficamente en las figuras 5 y 6, que se conocen como ábacosde Moody. Los efectos del tamaño y la rugosidad se expresan mediante la rugosidad relativa, que es la relación entre la rugosidad absoluta e y el diámetro D de la tubería, ambos expresados en las mismas unidades de longitud.
Ecuación de la Energía o Ecuación de Bernoulli
La Ecuación de Bernouilli puede considerarse válida sólo para líquidos no viscosos o para dos puntos muy próximos, ya que en larealidad, aunque las transformaciones se realizan de la forma indicada, las expresiones no son del todo exactas.

En efecto, un principio elemental de la física establece que en toda transformación energética existe una degradación, es decir, los rozamientos convierten en calor parte de la energía transformada, por lo que el miembro de la derecha (si la transformación se efectúa de izquierda aderecha) se verá disminuido.
La ecuación de la energía o ecuación de Bernoulli al flujo en una tubería alimentada desde un depósito.
La ecuación de la energía entre los puntos 1 y 2 será:
 

donde   H =       carga total, m.
            hen =     pérdida de carga en la embocadura, m.
hf1-2 =    pérdida de carga por rozamiento en la tubería, entre los puntos 1 y 2, m.

Las pérdidas de carga puede...