Diseño de tuberias simples

EJERCICIO 1
Se tiene la instalación de la figura. Se desea saber el caudal de aceite circulante en l/s mediante la utilización del ábaco de Moody y coeficientes de pérdidas k. si por la instalacióncirculará agua, se pide calcular el caudal circulante, en l/s empleando el cuadro de Manning y el ábaco de longitudes equivalentes.

Peso específico aceite:

[pic]

Figura 1.- Ejercicio 1SOLUCIÓN

Datos:

Ks= 0.0000015mm
L=20m
d=80mm
H=10m
Km=1.76

Aplicando la ecuación de la conservación de la energía entre los puntos 1 y 2:

[pic]

En donde:

• f : Factor defricción

• km: Coeficiente de pérdidas menores

• [pic]: Velocidad en la tubería

• [pic]: Representa las pérdidas por fricción ([pic])

• [pic]: Representa las pérdidaspor accesorios ([pic])

Haciendo el balance de energía en cada punto tenemos que la presión tanto en la entrada como en la salida es la atmosférica y la velocidad con la que desciende el fluido esdespreciable. Por ende la ecuación de la conservación de la energía queda reducida a la siguiente expresión:

[pic]

[pic]

[pic] (a)

Por lo tanto: H= [pic], donde [pic]

Desarrolloempleando el Método del diagrama de Moody:

Fue planteado por Lewis Moody, quien halló una ecuación donde el factor de fricción es una función explícita de la rugosidad relativa y del número de Reynolds.Partiendo de la ecuación de la conservación de la energía:

[pic] (1)

Despejamos [pic]:

[pic] (2)

Luego aplicando la ecuación de la conservación de la masa, obtenemos:[pic]

[pic] (3)

Reemplazando los datos del problema en la ecuación (1):

[pic]

[pic]

En este ejercicio hemos asumimos que el material de la tubería es Plástico (PE, PVC); por lotanto:

[pic]
[pic] m

Así:

[pic]

En donde:

• [pic]: Rugosidad absoluta

• [pic]: Rugosidad relativa

Teniendo como suposición inicial Q =143 [pic] =0.143[pic]

En la...