mecanica

CONTENIDO

UNIDAD IV TUBERIAS Y DUCTOS

4.1.- Pérdida de energía por fricción
42.- Pérdidas menores
43.- Sistemas de tuberías en serie
44.- Sistemas de tuberías en paralelo, redes
4.5.- Sistemas de distribución de aire
4.6.- Perdidas de energía en ductos


UNIDAD V FUERZAS DE FLUIDO EN MOVIMENTO

5.1.- Ecuaciones de fuerza e impulso – momentum
5.2.- Fuerzas sobre objetos enreposo
5.3.- Fuerzas sobre objetos en movimiento
5.4.- Fuerzas en codos de tubería
5.5.- Arrastre
5.6.- compresibilidad y cavitación
5.7.- Sustentación









UNIDAD IV
TUBERIAS Y DUCTOS

Pérdidas de energía por fricción

Un fluido en movimiento ofrece una resistencia de fricción al flujo.

Debido al roce, parte de la energía del sistema se convierte en energíatérmica (calor), que se disipa a través de las paredes del conducto en el que el fluido se desplaza.

Existen dispositivos mecánicos que pueden entregar energía al fluido (ej: bombas). También es posible que el fluido entregue energía a un dispositivo mecánico externo (ej: turbina).




La magnitud de la pérdida de energía (pérdidas mayores) al interiorde un conducto depende de:

Las propiedades del fluido
La velocidad de flujo
Tamaño del conducto
La rugosidad de la pared del conducto
La longitud del conducto


Dispositivos externos, tales como válvulas y conectores, al controlar o modificar la dirección y/o la rapidez de flujo, también hacen que la energía se disipe en forma de calor.

En general, las pérdidas debidas a la presenciade válvulas y conectores son pequeñas si se comparan con aquellas producidas en la tubería misma. Por esta razón se les llama pérdidas menores.


Nomenclatura de las pérdidas y adiciones de energía

Se adoptará la siguiente nomenclatura:

hA = Energía entregada al fluido mediante un dispositivo mecánico externo (ej: bomba).

hR = Energía retirada desde el fluido mediante un dispositivomecánico externo (ej: turbina, motor de fluido).

hL = Energía perdida por el sistema debido a la fricción en la tubería y en las válvulas y conectores (suma de las pérdidas mayores y menores).





Perdidas menores

Los componentes adicionales (válvulas, codos, conexiones, etc.) contribuyen a la pérdida global del sistema y se denominan pérdidas menores.
La mayor parte de laenergía perdida por un sistema se asocia a la fricción en las porciones rectas de la tubería y se denomina pérdidas mayores.
La pérdida de carga o resistencia al flujo a través de una válvula puede ser una porción importante de la resistencia en el sistema. Así, con la válvula cerrada la resistencia al flujo es infinita; mientras que con la válvula completamente abierta la resistencia al flujo puede ono ser insignificante.
Un método común para determinar las pérdidas de carga a través de un accesorio, es por medio del coeficiente de pérdida KL (conocido también como coeficiente de resistencia).
HL = KL .
Las pérdidas menores también se pueden expresar en términos de la longitud equivalente Le:
HL = KL . = f . .
Sistemas detuberías en serie

Si un sistema se arregla de manera tal que el fluido fluye a través de una línea continua sin ramificaciones, dicho sistema se conoce como sistema en serie. Toda partícula de fluido que pasa por el sistema pasa a través de cada una de las tuberías.


El caudal (pero no la velocidad) es el mismo nen cada tubería, y la pérdida de carga desde el punto A hasta elpunto B es la suma de las pérdidas de carga en cada una de ellas.

Q1 = Q2 = Q3 hLA-B = hL1 + hL2 + hL3




Sistemas de tuberías en paralelo, redes

Los sistemas de tuberías en paralelo son aquellos en los que hay más de una trayectoria que el fluido puede recorrer para llegar de un punto de origen a otro destino.

Las trayectorias...