Perdidas por friccion de flujo en tuberias

INTRODUCCIÓN

Todas las tuberías, válvulas y accesorios que constituyen una red de flujo presentan cierta resistencia al paso de un fluido a través de ellas. Esta resistencia debida a la fricción provoca una disminución en la energía del fluido. La pérdida de energía debe ser tomada en cuenta para el diseño de los sistemas hidráulicos, con el objeto de proponer elementos que contrarresten ésaspérdidas y lograr que el fluido llegue al lugar deseado.

Cuando hacemos circular un fluido a través de una tubería, observamos que existe una pérdida de energía debida a la fricción existente entre el fluido y la tubería. Esta pérdida de energía se manifiesta como una disminución de la presión del fluido.

La caída de presión que ocurre a través de un tramo de tubería puede determinarse conla ayuda de un manómetro diferencial conectado en los extremos de la tubería. El manómetro diferencial consta de dos mangueras que se conectan a un par de tubos piezométricos graduados, donde el agua se levanta hasta un nivel y nos permite apreciar una diferencia de alturas.

TIPOS DE VALVULAS

La válvula de aguja es llamada así por el vástago cónico que hace de obturador sobre un orificio depequeño diámetro en relación el diámetro nominal de la válvula. El desplazamiento del vástago, si es de rosca fina, es lento y el hecho de que hasta que no se gira un buen número de vueltas la sección de paso del fluido es mínima, convierte esta válvula en una buena reguladora de caudal, por su estabilidad, precisión y el diseño del obturador que facilita un buen sellado metálico, con poco desgateque evita la cavitación a grandes presiones diferenciales. Es posible encontrar diseños con la disposición de los puertos de entrada y salida de la válvula de forma angular, recta (90º) o lineal (0º).

La válvula anular permite la regulación de presión y caudal. No padece cavitación. Puede cerrar contra toda la presión. El obturador tiene de forma cónica, se desplaza en la dirección axial de latubería. El fluido pasa rodeando el obturador.

La válvula de compuerta es utilizada para el flujo de fluidos limpios y sin interrupción. Cuando la válvula está totalmente abierta, el área de flujo coincide con el diámetro nominal de la tubería, por lo que las pérdidas de carga son relativamente pequeñas. Este tipo de válvula no es recomendable para regulación o estrangulamiento ya que el discopodría resultar erosionado. Parcialmente abierta puede sufrir vibraciones. Tienen un uso bastante extendido en el sector petroquímico ya que permite estanqueidades del tipo metal-metal.

Las válvulas de diafragma se utilizan para el corte y estrangulación de líquidos que pueden llevar una gran cantidad de sólidos en suspensión. En las válvulas de diafragma se aísla el fluido de las partes delmecanismo de operación. Esto las hace idóneas en servicios corrosivos o viscosos, ya que evita cualquier contaminación hacia o del exterior. La estanqueidad se consigue mediante una membrana flexible, generalmente de elastómero, pudiendo ser reforzada con algún metal, que se tensa por el efecto de un eje-punzón de movimiento lineal, hasta hacer contacto con el cuerpo, que hace de asiento. Lasaplicaciones de este tipo de válvula son principalmente para presiones bajas y pastas aguadas que a la mayoría de los demás equipos los corroerían y obstruirían. Son de rápida obertura.
Las válvulas de globo son llamadas así por la forma esférica de su cuerpo. Si bien actualmente algunos diseños ya no son tan esféricos, conservan el nombre por el tipo de mecanismo. El obturador de la válvula sedesplaza con un movimiento lineal. En la mayoría de los casos, el mecanismo de avance es la de un "tornillo". El vástago del obturador va roscado al bonete de la válvula de globo. En cuanto se le da vueltas al vástago, ya sea mediante un volante o un actuador de giro múltiple, el obturador avanza linealmente. Las válvulas de globo automatizadas pueden tener vástagos sin rosca, y el desplazamiento...