Perdidas Por Fricción En Sistemas De Tubería De Pvc

Perdidas por Fricción en Sistemas de Tubería de PVC
Una de las ventajas al usar la tubería de PVC es que su acabado interior liso reduce considerablemente las perdidas por fricción cuando se le compara con otros materiales. Consecuentemente, los costos de bombeo son más bajos y los flujos son más altos al considerar el mismo diámetro nominal entre los materiales. La ecuación de Hazen-Williamses uno de los métodos más comúnmente utilizados para calcular las perdidas por fricción en tubería de aplicaciones a presión. Permite calcular las perdidas por fricción en una tubería fácilmente utilizando coeficientes que reflejan el grado de rugosidad del material utilizado.
Diversas investigaciones han establecido que el Coeficiente de Hazen-Williams para el PVC está entre 155 – 165, paratuberías tanto nuevas como usadas. Sin embargo, se utiliza un coeficiente conservador de 150 apropiadamente para todas las situaciones de diseño. Este valor también es recomendado por el Manual de Diseño AWWA M23
Donde:
V = Velocidad promedio en m/s
C = Factor de Fricción de Hazen-Williams (150 para tubería de PVC)
r = Radio Hidráulico (Di/4 para tubo lleno), en metros
Di = Diámetrointerno en metros
S = Gradiente Hidráulico o perdidas por fricción por unidad de longitud de la tubería (m/m)
f = Pérdidas por fricción en metros
L = Longitud en metros
Q = Gasto en metros cúbicos por segundo

Para cada diámetro nominal dado de tubería, existen dos factores que indicarán las perdidas por fricción por unidad de longitud.
1. Diámetro interno – Es el diámetro interior de latubería, que debe ser utilizado para cálculos hidráulicos, no el diámetro nominal. Un diámetro interno mayor promueve flujos más altos y menores velocidades, por lo tanto menores pérdidas por fricción.
2. Coeficiente de Fricción Interno – Mientras el diámetro interno es importante, la importancia del acabado interior no debe ser ignorada. Mientras el PVC y otros plásticos mantienen un acabadoliso indefinidamente, otros materiales tienden a volverse más rugosos como resultado de la corrosión o erosión a lo largo del tiempo. Como resultado, las viejas tuberías de hierro fundido o acero muestran Coeficientes menores a 100. Mientras investigación experimental ha arrojado valores del Factor “C” tan altos como 155-165 tanto para tuberías nuevas como usadas, el Manual AWWA M23 recomiendaun factor “C” de 150 para PVC.

El factor “C” obviamente tiene un efecto significativo en los rangos de flujo. Comparando varios materiales se puede observar que la tubería de PVC tiene mucho menos pérdidas por fricción a cualquier valor de flujo que los materiales comúnmente utilizados para tuberías. El hierro fundido Clase 52 tiene un diámetro interno ligeramente mayor que el PVC RD 18, perosu coeficiente C baja a largo plazo a 100 o incluso menor, lo que resulta en características de flujo muy pobres. El PEAD RD 9 tiene un Coeficiente C de 150, sin embargo tiene una pared mucho más gruesa y tiene un diámetro interno más pequeño que el PVC RD 18

Escalas
En el presente estudio se evaluará el comportamiento hidráulico además de la forma de la laguna, el efecto que causa la ubicacióny el numero de ingresos y salidas de la laguna, que no interviene en.las ecuaciones empíricas, a través de prueba de trazadores en modelos a escala de laboratorio del prototipo.
Selección de la Escala.-
Antes construir el modelo a escala de laboratorio fue necesario realizar la selección de la escala, que es fundamental para obtener resultados confiables, para que el modelo tenga uncomportamiento hidráulico semejante, no solo es necesario que tenga semejanza geométrica sino también semejanza cinética y semejanza dinámica con respecto al prototipo, para ello fue necesario analizar todas las fuerzas que intervienen en el movimiento de las moléculas de agua dentro de una laguna de estabilización. Este análisis se efectuó aplicando el análisis dimensional y semejanza hidráulica, de...