ing civil

APUNTES DE CLASES (UNS)

MECANICA DE FLUIDOS II

ING. HUGO AMADO ROJAS RUBIO

MANUAL DE MECANICA DE FLUIDOS II
PARTE I - TUBERIAS

I. OBJETIVOS DEL CURSO:
Entre los objetivos generales del curso se contempla:
-

Explicar los procedimientos de solución para el cálculo de caudales en diferentes tipos de tuberías.

-

Comprobar el principio de la continuidad para los flujos que sepresentan en tuberías.

-

Proporcionar los conocimientos fundamentales de la hidraulica y la mecanica de los fluidos que se
requieren para el diseño de los sistemas del flujo a presion en tuberias y a superficie libre en canales.

El curso comprende el estudio del flujo uniforme y permanente en los sistemas de conduccion, con
aplicaciones practicas en la ingenieria civil. El flujo nopermanente o transitorio en tuberias, asi como el flujo
gradualmente variado en canales sera tratado fundamentalmente con lo relacionada al diseño de las
estructuras hidraulicas.

II. INTRODUCCIÓN
Los flujos internos en ductos en general se encuentran en la mayoria de las aplicaciones. Desde el suministro
de agua potable hasta el transporte de líquidos industriales. Los ingenieros han diseñado yconstruido
kilómetros de tuberías a gran escala. También abundan unidades de tuberías más pequeñas: en controles
hidráulicos, en sistemas de calefacción y aire acondicionado, y en sistemas de flujo cardiovasculares y
pulmonares, por nombrar algunos. Estos flujos pueden ser continuos o no continuos, uniformes o no
uniformes. El fluido puede ser incompresible o compresible, y el material del queestán hechas las tuberías
puede ser elástico, inelástico, o tal vez viscoelástico. Este capítulo se ocupa principalmente de flujos
incompresibles, continuos en tuberías rígidas. Las tuberías son relativamente simples, de modo que las
variables pueden ser resueltas fácilmente con una calculadora, o son lo suficientemente complicadas como
para utilizar programas de computadora.
Se consideraque las tuberías se componen de elementos y componentes. Básicamente, los elementos de
tubos son tramos de tubos de diámetro constante y los componentes son válvulas, tes, codos, reductores o
cualquier otro dispositivo que provoque una pérdida en el sistema. Además de los componentes y elementos,
las bombas agregan energía al sistema y las turbinas extraen energía. Los elementos y componentes seunen
en juntas.
Después de analizar las pérdidas, se analizan varios sistemas de tuberías, incluidas configuraciones ramales,
en serie y en paralelo. La atención se dirige después a sistemas de redes más amplios, en los que se presentan
varios métodos de solución. La mayoría de los problemas de tuberías analizados son aquellos en los que la
descarga es la variable desconocida.

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III. FLUJO EN CONDUCTOS CERRADOS
3.1. CONDUCCIÓN DE FLUIDOS
El transporte de un fluido, específicamente el agua se puede realizar de 2 maneras:
A presión

tuberías

A gravedad

canales

La diferencia entre canal y tubería se encuentra en el comportamiento hidráulico, mas no en la forma de la
seccióntransversal del conducto.
Las tuberías de sección circular tienen sus ventajas: Fabricación, estructurales e hidráulicas.
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PRESION INTERNA:
Los criterios modernos para el cálculo de tuberías para conducción de líquidos a presion, contempla los
siguientes aspectos:


Solicitaciones debido a la presion interna en régimen permanente



Solicitaciones debida a la sobrepresión internavariable entre valores positivos y negativos del
régimen no permanente o transitorio, conocido como “Golpe de Ariete”

Alcantarillas

Las Normas Técnicas Peruanas NTP, establecen una tensión de diseño a la tensión de 100 kg/cm2, por lo que
las presiones internas de trabajo se calcularan con esta tensión admisible.
Se ha estandarizado para el cálculo de los esfuerzos de tensión en las...