Perdidas en tuberia

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PÉRDIDAS DE CARGA
Camilo Mora, Daniela Barros, César Porras, Daniel Lozano, Luisa Fernanda Urrego
Departamento Ingeniería Química, Universidad de los Andes
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Abstract
In pipes design, one of the most important factors is the analysis of charge losses. One of special interest among chemical engineers is minor losses,caused by accessories and smooth surfaces. A pipes system with several accessories (elbows and valves) was tested to find the experimental values of their loss constants, to finally conclude about the different reasons that cause differences between theoretical and experimental values

Key words: Pressure difference, elbow, valve, charge loss

1. Introducción

En el diseño de tuberías,el análisis de pérdidas de carga se construye como uno de los principales factores a tener en cuenta (Tullis, 1990) Un área de especial cuidado es con el cálculo de las denominadas pérdidas menores, las cuales pueden ser despreciadas la mayoría de las veces, excepto en tuberías de gran longitud (pérdidas por tubería lisa) o con muchos accesorios (pérdida por accesorio).

Para el cálculo de lasperdidas por accesorio Ibarz (2008) propone dos métodos distintos:

* Por longitud equivalente, encontrar la longitud de un tramo de tubería que causaría las mismas pérdidas
* Por factores adimensionales de resistencia, dependientes únicamente del accesorio utilizado

Para facilidad de esta práctica se utilizará el método de factores adimensionales.

* Codos
Un codo es cualquierdispositivo que cambie la dirección del flujo de una tubería. Los tres tipos de codos más comunes son los de 90º, de 45º y de retorno o en U. El codo de 90° es un accesorio que genera una gran pérdida de carga debido al abrupto cambio de trayectoria que se aplica sobre el fluido. Esto se ve claramente al analizar las constantes teóricas y experimentales de los tres tipos de codos analizados, dondeclaramente la constante de los codos de 90° es la más grande. Este tipo de codos es muy utilizado en diversos lugares como en la construcción de redes de suministro en edificios y en la industria en general, por lo que conocer los efectos de los mismos sobre el fluido que trasportan se convierte en un punto clave a la hora de realizar la construcción de una red de tubería que los requiera. Loscodos de 45º y en U son también ampliamente utilizados, aunque no ocasionan pérdidas tan altas (Ponce, 2006)
* Válvulas
Una válvula es un dispositivo con partes móviles que tiene la capacidad de permitir o no el paso de un fluido a través de sí (TLV International, 2010). Las válvulas son ampliamente utilizadas en el diseño de sistemas de tuberías para controlar el flujo de caudal a través de lasmismas, según los requerimientos dados. Existen varios tipos de válvulas según dichos requerimientos, existen válvulas que simplemente permiten el paso del fluido o lo restringen totalmente, también existen aquellas que sirven para regular el flujo sin cortarlo totalmente, permitiendo así hacer cambios en el caudal al jugar con el diámetro por donde se obliga a pasar el fluido sin necesidad dehacer cambios en la tubería.
* Según sus características físicas las válvulas pueden ser de giro, de taponamiento, de obstrucción y de estrangulamiento. Un ejemplo de válvulas de giro es la Válvula de bola, la cual tal como su nombre lo indica posee una bola insertada en el trayecto del flujo, la cual posee un agujero en la mitad, que a medida que va girando se vuelve tangencial a la trayectoriadel fluido, permitiendo que éste se desplace.

Figura 1. Válvula de bola
* Un ejemplo de válvulas de taponamiento es la válvula de globo, la cual a medida que se cierra, va obstruyendo el flujo tal como un tapón, hasta que lo restringe totalmente.

Figura 2. Válvula de globo

* Un ejemplo de válvula de estrangulamiento es la válvula mariposa, su uso principal es para cierre y...
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