Tuberias En Serie

PRACTICA #5
SISTEMAS DE TUBERIAS EN SERIE
1. Objetivos
a) Objetivo general

* Precisar la pérdida de carga en un sistema de tuberías en serie, aforando la pérdida para cuatro caudales diferentes.
b) Objetivos específicos

* Determinar el gasto que circula por el sistema de tuberías en serie.
* Calcular la diferencia de presión para cada tubería en el sistema.
*Realizar los cálculos de carga a velocidad (V12/2g) y número de Reynolds (Re) para ambas tuberías en serie.
* Establecer por medio de la aplicación de las fórmulas de Weisbach-Darcy y Williams-Hanzen las pérdidas de carga en ambas tuberías en serie, para poder determinar la pérdida en el sistema en serie.
* Calcular la longitud equivalente (Le) del sistema de tuberías en serie, con lasecuaciones de Weisbach-Darcy y Williams-Hanzen.
* Con todos los resultados obtenidos del trabajo de gabinete, determinar la pérdida total en cada tubería y la pérdida total en el sistema en serie.
* Realizar gráficos de las pérdidas de carga vs. gasto de cada tubería y del sistema.

2. Aplicación práctica
* Tubería en serie ubicada en Chile

Fuente: www.twyman.cl

* Tubería enserie ubicada en Casanare-Colombia

Fuente: www.casanare.gov.co/?categoria=18705

* Tubería en serie ubicada en España

Fuente: www.ribloc.es

3. Marco teórico
TUBERÍAS EN SERIE
Están formadas por varias tuberías simples conectadas una continuación de la otra. El líquido circula por una de ellas y a continuación por las demás. En este tipo de conexión las perdidas de carga sonacumulativas.
De acuerdo con la figura 1, la perdida de A hasta C es la correspondiente al sistema de serie (hfs), y será igual:
hfs = hf1 + hf2
Donde:
hfS : Perdida de carga en el sistema en serie.
hf1 : Perdida de carga en la tubería 1 (A-B).
hf2 : Perdida de carga en la tubería 2 (B-C).
El gasto que circula por el sistema es serie es el mismo que el de 1 y 2.
QS = Q1 = Q2
Donde:
QS :Gasto que entra al sistema en serie.
Q1 : Gasto por la tubería 1.
Q2 : Gasto por la tubería 2.

El esquema de la instalación existente en el laboratorio para la realización de la práctica de tuberías en serie, consta de los siguientes elementos:
* Tramo de tubería 1: Diámetro D1 ; Longitud L1 ; coeficiente de Rugosidad de Williams-Hazen C1 y factor de fricción de Weisbach-Darcy f1.
*Tramo de tubería 2: Diámetro D2 ; Longitud L2 ; coeficiente de Rugosidad de Williams-Hazen C2 y factor de fricción de Weisbach-Darcy f2.
* Reducción brusca para la unión de ambas tuberías.
* Válvula de regulación.
* Tanque de aforo volumétrico.
* Manómetro diferencial, conectado en la tubería 1 (puntas A y B).
* Manómetro diferencial, conectado en la tubería 2 (puntas B y C).Perdidas de carga en el sistema en serie (hfS)
La perdida de carga en sistema en serie se puede determinar sumando las pérdidas de carga por fricción en los tramos de tubería recta (hf1 y hf2) a la perdida de carga menor o localizada producida por relación brusca ( hrb).
hfs = hf1 + hf2 + hrb
En caso de utilizar en fórmula de Weisbach Darcy, queda la siguiente expresión:

(1)Donde:
f1 y f2 : Factor de fricción de Weisbach Darcy para las tuberías 1 y 2.
V12 / 2g y V12 / 2g: Carga a velocidad en las tuberías 1 y 2, en metros.
V1 y V2 : velocidad media en la tubería, m/s.
g : aceleración de gravedad, m/s2.
L1 y L2 : Longitud de las tuberías 1 y 2, en metros.
D1 y D2 : Diámetro interior de las tuberías 1 y 2, en metros.
Krb : Coeficiente de perdida localizada para lareducción brusca. Dependa de la relación de diámetros de los conductos. En el Anexo I se muestran tablas con los valores de este coeficiente.
La expresión de hfS en función del gasto queda:
(2)
Donde:
Q: Gasto por el sistema en serie, en m3/s.
En el caso de aplicar la expresión de Williams-Hazen, la pérdida de carga queda de la siguiente forma:
(3)

Donde:
C1 y...