Tuberia en serie

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

Figura 3.47. Conducción compuesta por tuberías en serie
Se nos pueden plantear las siguientes cuestiones a la hora de resolver un sistema asi:
a)Conocemos Q, Li, Di, υ, ki, determinar hr
Es un problema simple de cálculo de tuberías (epígrafe 2.4, caso I). Determinamos las pérdidas de carga en cada tramo, incluidas las pérdidas localizadas siprocede, 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 cargalocalizadas 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 laslongitudes 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 ecuaciónanterior se simplifica más:
(9)
Lo primero que puede 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 caudalQ 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 la ayuda 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...