SISTEMAS DE TUBERIAS

Sistema de tuberías en paralelo
1. Conceptos Introductorios
Los sistemas de tuberías en paralelo son aquellos en los que hay más de una trayectoria que el fluido puede recorrer para llegar de un punto de origen a otro de destino. Para ver un ejemplo, consulte la figura. Imagine que usted es una parte pequeña de la corriente e do que entra al sistema por la izquierda, y que se encuentra en elpunto 1. Al flujo volumétrico total aquí se le denomina , y usted es parte de ella. Al llegar al punto de intersección debe tomar una decisión. ¿Cuál camino seguir para continuar hacia el destino? Todas tos partes del flujo deben tomar la misma decisión.
Por supuesto, algo del flujo se distribuye en cada una de las tres ramas que salen de la intersección, y que en la figura se denotan como a, b yc. Estos flujos volumétricos son respectivamente. En este capítulo se aprenderá que lo importante es sc cuánto fluido circula por cada rama y cuál es la caída de presión que ocurre conforme se completa el circuito y se llega al destino. En este caso las tres trayectorias se reúnen en la parte derecha del sistema y siguen por un punto de salida hasta el punto 2, que es el destino.
Aquí el flujovolumétrico se le denomina
Al aplicar el principio de flujo estable a un sistema en paralelo se llega a la conclusión siguiente:






La primera parte,, sólo afirma lo que se ha dicho acerca de sistemas con flujo estable anteriores: que cuando se considera el flujo total, el flujo volumétrico es el mismo en cualquier sección transversal en particular. Entre los puntos 1 y 2 no se haagregado o retirado fluido del sistema. La segunda parte define que los flujos en las ramas, deben sumar el flujo volumétrico total. Esto parece lógico puesto que todo el fluido que llega a la intersección de la izquierda debe ir a algún lado y se divide en tres partes. Por último, debe observarse que todos los flujos de las ramas se reúnen y el flujo total continúa como .
Ahora se considerará lacaída de presión a través del sistema. En el punto 1 hay una presión . En el punto 2 hay otra distinta . Entonces, la caída de presión es . Para ayudar en el análisis de las presiones se utiliza la ecuación de la energía entre los puntos 1 y 2:

Al despejar la caída de presión queda:

Esta forma de la ecuación de la energía dice que la diferencia de presión entre los puntos 1 y 2 depende de ladiferencia de elevación, la diferencia en las cargas de velocidad y la pérdida de energía por unidad de peso del fluido que circula en el sistema. Cuando cualquiera de los elementos del fluido alcanza el punto 2 del sistema de la figura anterior, cada uno habrá experimentado el mismo cambio de elevación, el mismo cambio de velocidad y la misma pérdida de energía por unidad de peso, sin importar latrayectoria que haya seguido. Todos los elementos que convergen en la intersección del lado derecho del sistema tienen la misma energía total por unidad de peso. Es decir, todos tienen la misma carga total. Por tanto, cada unidad de peso del fluido debe tener la misma cantidad de energía. Esto se enuncia en forma matemática como:

Las primeras dos ecuaciones son las relaciones que gobiernan lossistemas de tuberías en paralelo. El sistema ajusta de modo automático el flujo en cada rama hasta que el flujo total en el satisface estas ecuaciones.
2. Objetivos
1. Analizar la diferencia entre los sistemas de tuberías en serie y aquellos en paralelo.
2. Enunciar relaciones generales para flujos volumétricos y pérdidas de carga para sistemas de tuberías en paralelo.
3. Calcular lacantidad de flujo en cada una de las dos ramas de un sistema de tube en paralelo, y la pérdida de carga que tiene lugar a través del sistema cuando se noce el flujo volumétrico total y la descripción del sistema.
4. Determinar la cantidad de flujo en cada una de las dos ramas de un sistema de tubería en paralelo, así como el flujo total, si se conoce la caída de presión en el sistema.
5. Emplear...