Perdidas En Tuberia

PÉRDIDAS DE PRESIÓN EN TUBERÍAS Y ACCESORIOS

Ana Cristina Jaramillo Madrid1; Diana Carolina Londoño Gómez2; Maria Clara Londoño Velásquez3; Daniela Vidal Ramírez4

Estudiantes de Ingeniería Biológica, Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín
Escuela de Biociencias, laboratorio de procesos biológicos.

1ancjaramilloma@unal.edu.co, 2dclondonog@unal.edu.co, 3mclondonov@unal.edu.co,4dvidalr@unal.edu.co


Resumen
La determinación de las pérdidas por fricción y accesorios en una línea de tubería es importante para definir las características de las máquinas impulsoras de una planta.
En el presente informe se pretenden comparar las diferentes pérdidas de presión generadas por las pérdidas primarias, originadas en la superficie debido al contacto del fluido con la tubería yentre las capas del fluido; y las secundarias, originadas por las transiciones estrechamientos o expansiones de la corriente debidos a los accesorios. Con este fin se tomaron datos de caída de presión en diferentes líneas de tuberías las cuales variaban en configuración de material, diámetros, longitud y accesorios; lo anterior se hizo variando en cada línea el caudal o la apertura de las válvulas.Los resultados obtenidos muestran que las pérdidas primarias son menores que las secundarias; en general las pérdidas teóricas son menores que las experimentales; con el aumento del caudal aumenta la caída de presión.

Palabras clave: Pérdidas de presión, accesorios, caída de presión, tubería, válvulas, uniones.
_______________________________________________________________________________1. Introducción

Los flujos internos en ductos en general se encuentran en todas las partes de la industria. Desde el suministro de agua potable hasta el transporte de líquidos industriales. Abundan en la industria además de tuberías a gran escala, unidades de tubería más pequeñas que son utilizadas por ejemplo en sistemas de flujo cardiovasculares y pulmonares [1].

Las tuberías de seccióncircular son las más frecuentes en la industria, ya que esta forma ofrece no sólo mayor resistencia estructural sino también mayor sección transversal para el mismo perímetro exterior que cualquier otra forma. Ya que las instalaciones industriales en su mayor parte están constituidas también por válvulas y accesorios, es necesario un conocimiento de su resistencia al paso de fluidos para determinarlas características de flujo en un sistema de tuberías completo [2]. El flujo de un líquido en una tubería viene acompañado de una pérdida de energía dinámica debida a la fricción de las partículas del fluido entre sí y las paredes de la tubería que las contiene [3]. Dichas pérdidas se conocen como pérdidas de carga.

Las pérdidas se dividen en dos tipos dependiendo de lo que las cause, así,las pérdidas primarias son originadas por la interacción del flujo con la tubería que lo contiene, pero también a la formación de remolinos (cuando el flujo es turbulento), al roce del fluido con las paredes de la tubería (capa límite, cuando el flujo es laminar). Estas dependen principalmente del régimen de flujo, el material de la tubería y la longitud de la tubería. Mientas que las pérdidassecundarias son causadas debido a perturbaciones en tramos de tubería de sección constante, como válvulas, entradas, salidas, ensanchamientos, estrechamientos, uniones, codos, medidores. Estas dependen del grado de oposición al flujo que tenga el accesorio. [4]

Existen muchas ecuaciones para calcular pérdidas. Una de ellas es la ecuación de Darcy-Weisbach, que se desarrolló para tuberías rellenasde agua con un diámetro constante [5], donde se relacionan variables como el factor de fricción, L longitud de la tubería, D diámetro de la tubería, y v la velocidad media del fluido. El coeficiente f es adimensional, y depende de la velocidad (v), del diámetro (D), de la viscosidad y de la rugosidad del material.



Las pérdidas secundarias se expresan en función del coeficiente de perdida...