fluidos

MEC 2245 Mecánica de Fluidos

CAPITULO: C7

ANALISIS DIMENSIONAL

Sección: PR-7

Página: 1

Problema 7.2

Rev. 0

Problema (Mott Robert) Se encuentra
o
fluyendo queroseno a 25 C en elsistema que se muestra en la figura. La
longitud total de la tubería de cobre tipo
K de 2 pulg es de 30 m. Los dos codos
de 90º son de radio largo. Calcule el
flujo volumétrico hacia el tanque Bsi
una presión de 150 kPa se mantiene
sobre el queroseno en el tanque A.

B

Resumen de datos
A

-3

µ=1.64x10 k/m-s ( a 25 ºC)
3

ρ = 823 kg/m ( a 25 ºC)

pA=150 kPa (presiónmanométrica en
la parte superior del tanque A)
L = 30 m (longitud total de la tubería).
D= 49.76 mm (tubería de cobre tipo K de 2”, por tablas)
-3

e = 1.5 x10 mm (tubería de cobre dato empíricoobtenido de tabla)
Le/D = 20 (longitud equivalente para codo de radio largo de 90º, según tabla)
Le/D = 160 (Válvula de compuerta abierta a la mitad, según tabla)
Variable a calcular
Q (flujovolumétrico), en este caso la caída de presión en el sistema de tubos
en serie es un dato indirecto (se puede calcular a partir de la ecuación
generalizada de Bernoulli).
Hipótesis
i) Flujo permanente eincompresible
Principios y/o Ecuaciones principales:
La ecuación de Darcy para el cálculo de la velocidad media de flujo y por
tanto del caudal.

∆𝑃 = 𝑓

𝐿 𝜌 𝑉2

(1)

𝐷 2
Y la ecuacióngeneralizada de Bernoulli (consecuencia de la primera ley de
la

termodinámica)

para

calcular

la

caída

de

presión

en

el

sistema

hidráulico ∆𝑃
Resolución
Comenzamos, entoncescalculando la caída de presión en la tubería del circuito hidráulico en
serie mostrado en la figura:
Sabemos que, la caída de presión total por fricción y en accesorios total en la tubería-serie,es

𝑕𝑝 =

𝑕𝑓 +

𝑕𝑎

(2)

Donde, la pérdida de carga por fricción está dada por la ecuación de Darcy,

𝑕𝑓 =

𝑓𝑖

𝐿 𝑖 𝑉 𝑖2
𝐷 𝑖 2𝑔

(3)

Como todos los tramos de tubería son del...