Distribucion En Tuberias

Introducción

El estudio del flujo en sistemas de tuberías es una de las aplicaciones más comunes de la mecánica de fluidos, esto ya
que en la mayoría de las actividades humanas se ha hecho común el uso de sistemas de tuberías. Por ejemplo la
distribución de agua y de gas en las viviendas, el flujo de refrigerante en neveras y sistemas de refrigeración, el flujo de
aire por ductos derefrigeración, flujo de gasolina, aceite, y refrigerante en automóviles, flujo de aceite en los sistemas
hidráulicos de maquinarias, el flujo de de gas y petróleo en la industria petrolera, flujo de aire comprimido y otros
fluidos que la mayoría de las industrias requieren para su funcionamiento, ya sean líquidos o gases.
El transporte de estos fluidos requiere entonces de la elaboración de redes dedistribución que pueden ser de varios tipos:
• Tuberías en serie.
• Tuberías en paralelo.
• Tuberías ramificadas.
• Redes de tuberías.
El estudio del flujo en estos sistemas se realiza utilizando las teorías estudiadas en los capítulos anteriores,
principalmente las estudiadas en el tema 6, agregándole algunas leyes de funcionamiento que representan la conexión de
las tuberías.Tuberías en paralelo

Se habla de tuberías paralelo cuando se establecen
Varios caminos para llevar el fluido de un punto a otro.
Como en el ejemplo de la figura:





En este caso se cumplen las leyes siguientes:
El caudal total será igual a la suma de los
Caudales de cada rama:
Q = Q1 +Q2 +K+Qi
La pérdida de carga será la misma en cada una
de lasramas:
h = h 1 = h 2 = K = h
Esto hace que los caudales de cada rama se ajusten de
Manera que se produzca la misma perdida de carga en
cada rama de tubería, entre el punto 1 y el punto 2 para el ejemplo.
Si en el ejemplo de la figura aplicamos la ecuación de Bernoulli generalizada entre los puntos 1 y 2
Dos tipos de problemas pueden aparecer aquí:
• Se conoce la perdida de carga entre lospuntos A y B, y se requiere calcular los caudales para cada rama y el
caudal total.
En este caso con la perdida de carga conocida se calculan los caudales de cada rama con cada ecuación
independientemente y el caudal total será la suma de los caudales parciales.
• Se conoce el caudal total y se requiere conocer los caudales parciales y la pérdida de carga



Tuberías en serie
Se habla detuberías en serie cuando se quiere llevar el fluido de un punto a
otro punto por un solo camino. Como en el ejemplo de la figura .
En este caso se cumplen las leyes siguientes:
Los caudales son los mismos para cada uno de los tramos de
tubería:
Q = Q1 = Q2 = K = Qi
Las pérdidas de carga de cada una de las secciones se suman:
h = h 1 + h 2 +K+ h
El método de cálculo es en este caso elestudiado en el tema 6 y se pueden resolver diversos tipos de problemas, los más
comunes son el cálculo del caudal en un sistema de tuberías dado, el cálculo del tamaño requerido de tubería para
manejar un caudal dado y el cálculo de la potencia necesaria de una bomba o altura piezométrica requerida para manejar
un caudal dado en una tubería dada. Estos tres tipos de problemas se representan en latabla siguiente:
Categoría Datos Incógnita
Los problemas de categoría 1 son directos y se aplican en el cálculo de la potencia de una bomba, los problemas de
categoría 2 y 3 en cambio requieren de un proceso iterativo cuando se utiliza el diagrama de Moody, tema 6.
Existen además de los métodos estudiados en el tema 6, métodos aproximativos en los cuales se utilizan unas ecuaciones
empíricaspara la solución de problemas de estas tres clases.

Tuberías ramificadas

Se habla de tuberías ramificadas cuando el fluido
se lleva de un punto a varios puntos diferentes.
Este caso se presenta en la mayoría de los sistemas
de distribución de fluido, por ejemplo una red de
tuberías de agua en una vivienda, como el ejemplo
de la figura.
En este caso el sistema de tuberías se subdivide...