Expansion Gradual
Páginas: 2 (323 palabras)
Publicado: 15 de octubre de 2012
Expansión gradual
Si es posible hacer que la transmisión de una tubería pequeña a otro más grande sea menos abrupta que aquella que se logra con una expansión súbita con aristasafiladas, la pérdida de energía se reduce. Es normal que esto se lleve a cabo al colocar una sección cónica entre las dos tuberías, como se ilustra en la figura. Las paredespendientes del cono tienden a guiar el fluido durante la desaceleración y expansión de la corriente de flujo. Por tanto, conforme el ángulo del cono disminuye, se reduce el tamaño de la zonade separación y la cantidad de turbulencia.
La pérdida de energía para la expansión gradual se calcula con la ecuación:
Donde v1 es la velocidad en la tubería más pequeña antesde la expansión. La magnitud de K depende tanto de la relación de diámetros D2/D1 como del ángulo del cono θ.
La pérdida de la energía calculada con la ecuación no incluye lapérdida por la fricción en las paredes de la transición. Para ángulos de cono relativamente elevados, la longitud de transición es corta u por tanto la fricción con la pared esdespreciable. Sin embargo, conforme disminuye el ángulo del cono, la longitud de la transición aumenta y la fricción con la pared se vuelve significativa. Al tomar en cuenta tanto la pérdidapor fricción con la pared como la que se debe a la expansión, se obtiene la pérdida mínima de energía como un ángulo de 7° aproximadamente.
EJEMPLO:
Determine la pérdida deenergía que ocurrirá cuando fluyan 100L/min de agua, de un tubo de cobre (tipo K) de 1pulg a otro similar, pero de 3 pulg, a través de una expansión gradual que incluye un ángulo de cono de30°.
Con los datos del apéndice H y los resultados de ciertos cálculos del modelo anterior, sabemos que:
Por el coeficiente de resistencia sabemos que K=0.48. Entonces tenemos:
Si es posible hacer que la transmisión de una tubería pequeña a otro más grande sea menos abrupta que aquella que se logra con una expansión súbita con aristasafiladas, la pérdida de energía se reduce. Es normal que esto se lleve a cabo al colocar una sección cónica entre las dos tuberías, como se ilustra en la figura. Las paredespendientes del cono tienden a guiar el fluido durante la desaceleración y expansión de la corriente de flujo. Por tanto, conforme el ángulo del cono disminuye, se reduce el tamaño de la zonade separación y la cantidad de turbulencia.
La pérdida de energía para la expansión gradual se calcula con la ecuación:
Donde v1 es la velocidad en la tubería más pequeña antesde la expansión. La magnitud de K depende tanto de la relación de diámetros D2/D1 como del ángulo del cono θ.
La pérdida de la energía calculada con la ecuación no incluye lapérdida por la fricción en las paredes de la transición. Para ángulos de cono relativamente elevados, la longitud de transición es corta u por tanto la fricción con la pared esdespreciable. Sin embargo, conforme disminuye el ángulo del cono, la longitud de la transición aumenta y la fricción con la pared se vuelve significativa. Al tomar en cuenta tanto la pérdidapor fricción con la pared como la que se debe a la expansión, se obtiene la pérdida mínima de energía como un ángulo de 7° aproximadamente.
EJEMPLO:
Determine la pérdida deenergía que ocurrirá cuando fluyan 100L/min de agua, de un tubo de cobre (tipo K) de 1pulg a otro similar, pero de 3 pulg, a través de una expansión gradual que incluye un ángulo de cono de30°.
Con los datos del apéndice H y los resultados de ciertos cálculos del modelo anterior, sabemos que:
Por el coeficiente de resistencia sabemos que K=0.48. Entonces tenemos:
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