Fluidos

PÉRDIDAS DE ENERGÍA POR ACCESORIOS EN CONDUCTOS

INTRODUCCIÓN
Cuando se transporta un fluido mediante conductos, la energía en él se ve afectada como pérdidas de presión en mayor proporción por accesorios como válvulas, codos necesarios para su debido control, estas pérdidas son consideradas de tipo secundarias por aditamentos, las pérdidas experimentadas por acción de la fricción entre elfluido y el elemento que lo conduce son pequeñas y en su lugar ocasionan perturbaciones en la corriente en forma de remolinos y desprendimientos que a su vez intensifican las pérdidas. Por esto se hacer necesario la implementación de bombas para contrarrestar dichas pérdidas así transportar un fluido de un lugar a otro de manera más eficiente.

CONCEPTOS TEÓRICOS
Generalmente las pérdidas debidasa accesorios se denominan pérdidas menores o secundarias y se determinan experimentalmente. El término pérdida menor puede generar confusiones debido a que en algunas ocasiones éstas pérdidas pueden superar a las que se presentan en la tubería, por ejemplo cuando se trabaja con una tubería corta y muchos accesorios. Se considera que las pérdidas menores pueden despreciarse, si en promedio hayuna longitud de 1000 diámetros entre cada pérdida menor, exceptuando las ocasionadas por altas restricciones como es el caso de válvulas estranguladas.

Las pérdidas secundarias se presentan cuando hay un cambio en la sección de la trayectoria del flujo, en la dirección del flujo o existen restricciones en éste, ejemplos son: una reducción, un codo y una válvula respectivamente.

Existenvarios métodos para evaluar estas pérdidas: con un coeficiente de pérdidas (k) ó por el método de longitud equivalente. Usualmente este valor de (k) se determina experimentalmente o en la literatura se encuentra tabulado en función del diámetro del accesorio o se determina mediante gráficas.

Donde:

hra: pérdida de cabeza debido al accesorio.

K: Coeficiente adimensional de pérdidas.

V:Velocidad media.

g : Aceleración de la gravedad.

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO

INFORMACIÓN TÉCNICA

VALORES EXPERIMENTALES

ACCESORIO | h (mm) | Q (Lpm) |
  |   | 45 | 40 | 35 | 30 | 25 | 20 |
ENSANCHAMIENTO | h1 | 320 | 282 | 250 | 214 | 184 | 152 |
  | h2 | 432 | 364 | 314 | 260 | 216 | 172 |
CONTRACCIÓN | h1 | 438 | 368 | 318 | 264 | 218 | 174 |
  | h2 | 216 | 200 | 186 | 166 |148 | 128 |
CODO RADIO LARGO | h1 | 430 | 360 | 312 | 254 | 210 | 170 |
  | h2 | 320 | 284 | 254 | 216 | 184 | 154 |
CODO RADIO MEDIO | h1 | 196 | 184 | 172 | 154 | 142 | 126 |
  | h2 | 142 | 118 | 120 | 116 | 110 | 104 |
CODO ESTÁNDAR | h1 | 450 | 392 | 342 | 296 | 260 | 228 |
  | h2 | 244 | 236 | 224 | 218 | 208 | 200 |
INGLETE | h1 | 402 | 358 | 312 | 278 | 246 | 220 |
  | h2 |116 | 128 | 138 | 150 | 158 | 164 |

Tabla 1. Datos experimentales medidos en el laboratorio.

VÁLVULA DE DIAFRAGMA | Q(Lpm) | 45 | 40 | 35 | 30 | 25 | 20 |
| P1 (bar) | 0,41 | 0,85 | 1,26 | 1,63 | 1,98 | 2,37 |
| P2 (bar) | 0,29 | 0,78 | 1,22 | 1,623 | 1,92 | 2,36 |

GRÁFICA 1 Δh vs V Δh vs V2/2g

ENSANCHAMIENTO | Q[m^3/s] |
ÁREA [m^2] | Q1 | Q2 | Q3 | Q4 | Q5 | Q6 |0,000380132 | 0,00075 | 0,000667 | 0,000583 | 0,0005 | 0,000416667 | 0,00033333 |
δh [m] | 0,112 | 0,082 | 0,064 | 0,046 | 0,032 | 0,02 |
V [m/s] | 1,973 | 1,753777 | 1,534555 | 1,315332569 | 1,096110474 | 0,87688838 |
V^2/2g [m] | 0,19841 | 0,156765 | 0,120023 | 0,088180416 | 0,0612364 | 0,0391913 |

CONTRACCIÓN | Q[m^3/s] |
ÁREA [m^2] | Q1 | Q2 | Q3 | Q4 | Q5 | Q6 |0,000380132 | 0,00075 | 0,000667 | 0,000583 | 0,0005 | 0,000416667 | 0,00033333 |
δh [m] | 0,222 | 0,168 | 0,132 | 0,098 | 0,07 | 0,046 |
V [m/s] | 1,973 | 1,753777 | 1,534555 | 1,315332569 | 1,096110474 | 0,87688838 |
V^2/2g [m] | 0,19841 | 0,156765 | 0,120023 | 0,088180416 | 0,0612364 | 0,0391913 |

CODO RADIO LARGO | Q[m^3/s] |
ÁREA [m^2] | Q1 | Q2 | Q3 | Q4 | Q5 | Q6 |
0,000380132...