Perdidas de Carga Mec. de Fluidos

Pérdidas de Carga 

Integrantes:
Juan Cespedes
Diego Rivera
Martin Pedraza
Luis Becerra

Introducción 
 
La ​
pérdida de carga en una tubería o canal, es la pérdida de presión en un fluido debido
a la fricción de las partículas del fluido entre sí y contra las paredes de la tubería que las
conduce. Las pérdidas pueden ser continuas, a lo largo de conductos regulares, o
accidentales olocalizadas, debido a circunstancias particulares, como un
estrechamiento, un cambio de dirección, la presencia de una válvula u otros
componentes afines

PÉRDIDAS DE CARGA 
DEFINICIÓN TEÓRICA 
El  flujo de un líquido en una tubería viene acompañado de una pérdida de energía, 
que  suele  expresarse  en  términos  de  energía  por  unidad  de  peso  de  fluido 
circulante, que se denomina pérdida de carga y que tiene dimensiones de longitud. 
Estableciendo  la  ecuación  de energía  entre dos  secciones  de  una  tubería (Primer 
Principio de Termodinámica: Q­W=∆E), se tiene: 

 
Considerando  proceso  adiabático  (Q=0),  sin  trabajo  técnico  entre  las  dos 
secciones  (W eje  =0),  y  teniendo  en  cuenta que para el flujo de líquidos, se puede suponer flujo incompresible (ρ=cte.) y sin variación de energía interna (û 1 =û 2 ), y 
además en régimen estacionario en una tubería de sección constante, la velocidad 
media no se modifica en cada sección (v 1 =v 2 ); con todo lo anterior se tiene: 

 
El trabajo de flujo entre las dos secciones, viene determinado por: 

 
 

 
 
Al  trabajo  consumido  por  los  esfuerzos  viscosos,  se  le  suele  denominar  energía 
perdida  (W viscoso  =  Ep). Al término  de  energía  perdida por  unidad de peso se le 
denomina  pérdida  de  carga  hp,  que  con  las  consideraciones  anteriores  tiene  la 
expresión: 

En  el  caso  de  tuberías   horizontales,  la  pérdida de carga se  manifiesta  como una 
disminución  de  presión  en  el  sentido  del  flujo.  La  pérdida  de  carga  está 
relacionada  con  otras  variables  fluidodinámicas  según  el  tipo de  flujo,  laminar  o 
turbulento. Además  de  las pérdidas de carga lineales (a lo largo de los conductos), 
también  se  producen  pérdidas  de  carga  singulares  en  puntos  concretos  como 
codos, ramificaciones, válvulas, etc. 
 
 
 
 

TIPOS DE PÉRDIDAS DE CARGA 
Pérdidas lineales.  
Las pérdidas lineales  son las  producidas por las tensiones viscosas originadas por 
la  interacción entre  el  fluido  circundante  y  las paredes de  la tubería.  En un  tramo 
de tubería de sección constante la pérdida de carga, además de por un balance de 
energía  como  lo anteriormente desarrollado,  se  puede  obtener por un balance de 
fuerzas  en  la  dirección  del  flujo:  fuerzas  de  presión  +  fuerzas  de  gravedad  + 
fuerzas de rozamiento viscoso = 0; lo que lleva a la ecuación:  
Las características de los esfuerzos cortantes son muy distintas en función de que 
sea flujo laminar o turbulento. En el caso de flujo laminar, las diferentes capas del 
fluido discurren ordenadamente, siempre en dirección paralela al eje de la tubería 
y sin mezclarse, siendo el factor dominante en el intercambio de cantidad de movimiento (esfuerzos cortantes) la viscosidad. En flujo turbulento, en cambio, 
existe una continua fluctuación tridimensional en la velocidad de las partículas 
(también en otras magnitudes intensivas, como la presión o la temperatura), que 
se superpone a las componentes de la velocidad. Este es el fenómeno de la 
turbulencia, que origina un fuerte intercambio de cantidad de movimiento entre las distintas capas del fluido, lo que da unas características especiales a este tipo de 
flujo. 
 
 
El  tipo  de  flujo,  laminar  o  turbulento,  depende  del  valor  de  la  relación  entre  las 
fuerzas de inercia y las fuerzas viscosas, es decir del número de Reynolds Re: 

 
en donde: ρ es la densidad del fluido, V es la velocidad media, D es el diámetro de 
la  tubería,  μ  es  la  viscosidad  dinámica  o  absoluta  del   fluido,  ν ...