Carga hidrostatica

Carga hidrostática

Presión hidrostática

Un fluido pesa y ejerce presión sobre las paredes sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él. Esta presión, llamada presión hidrostática, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar la orientaciónque adopten las caras. Si el líquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serían necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presión depende de la densidad del líquido en cuestión y de la altura a la que esté sumergido el cuerpo y se calcula mediante la siguiente expresión:
[pic]
Donde, usando unidades del SI,
• [pic]es la presión hidrostática (en pascales);• [pic]es la densidad del líquido (en kilogramos sobre metro cúbico);
• [pic]es la aceleración de la gravedad (en metros sobre segundo al cuadrado);
• [pic]es la altura del fluido (en metros). Un liquido en equilibrio ejerce fuerzas perpendiculares sobre cualquier superficie sumergida en su interior
• [pic]es la presión atmosférica
Perdidas por fricción
La pérdida de carga quetiene lugar en una conducción representa la pérdida de energía de un flujo hidráulico a lo largo de la misma por efecto del rozamiento. A continuación se resumen las principales fórmulas empíricas empleadas en el cálculo de la pérdida de carga que tiene lugar en tuberías:
1. Darcy-Weisbach (1875)
2. Manning (1890)
3. Hazen-Williams (1905)
4. Scimeni (1925)
5. Scobey (1931)
6.Veronesse-Datei
7. Pérdidas de carga en singularidades

Darcy-Weisbach (1875)

Una de las fórmulas más exactas para cálculos hidráulicos es la de Darcy-Weisbach. Sin embargo por su complejidad en el cálculo del coeficiente "f" de fricción ha caído en desuso. Aún así, se puede utilizar para el cálculo de la pérdida de carga en tuberías de fundición. La fórmula original es:
h = f *(L / D)* (v2 / 2g)
En función del caudal la expresión queda de la siguiente forma:
h = 0,0826 * f * (Q2/D5) * L
En donde:
• h: pérdida de carga o de energía (m)
• f: coeficiente de fricción (adimensional)
• L: longitud de la tubería (m)
• D: diámetro interno de la tubería (m)
• v: velocidad media (m/s)
• g: aceleración de la gravedad (m/s2)
• Q: caudal (m3/s)
Elcoeficiente de fricción f es función del número de Reynolds (Re) y del coeficiente de rugosidad o rugosidad relativa de las paredes de la tubería (εr):
f = f (Re, εr);      Re = D * v * ρ / μ;     εr = ε / D
• ρ: densidad del agua (kg/m3). Consultar tabla.
• μ: viscosidad del agua (N�s/m2). Consultar tabla.
• ε: rugosidad absoluta de la tubería (m)
En la siguiente tabla se muestranalgunos valores de rugosidad absoluta para distintos materiales:
|RUGOSIDAD ABSOLUTA DE MATERIALES |
|Material |ε (mm) |  |Material |ε (mm) |
|Plástico (PE, PVC) |0,0015 | |Fundición asfaltada |0,06-0,18 |
|Poliéster reforzado con fibra de vidrio |0,01 |  |Fundición |0,12-0,60 |
|Tubos estirados de acero |0,0024 |  |Acero comercial y soldado |0,03-0,09 |
|Tubos de latón o cobre |0,0015|  |Hierro forjado |0,03-0,09 |
|Fundición revestida de cemento |0,0024 |  |Hierro galvanizado |0,06-0,24 |
|Fundición con revestimiento bituminoso |0,0024 |  |Madera |0,18-0,90 |
|Fundición centrifugada |0,003...