Perdiditas de carga

PÉRDIDA DE CARGA
La perdida de carga en una tubería o canal, es la pérdida de energía dinámica del fluido debida a la fricción de las partículas del fluido entre sí y contra las paredes de la tubería que las contiene.
Pueden ser continuas, a lo largo de conductos regulares, o accidental o localizada, debido a circunstancias particulares, como un estrechamiento, un cambio de dirección, lapresencia de una válvula, etc.

Pérdida de carga en conducto rectilíneo

Si el flujo es uniforme, es decir que la sección es constante, y por lo tanto la velocidad también es constante, el Principio de Bernoulli, entre dos puntos puede escribirse de la siguiente forma:

[pic]
donde:
• [pic]= constante gravitatoria;
• [pic]= altura geométrica en la dirección de la gravedad en la sección[pic]ó [pic];
• [pic]= presión a lo largo de la línea de corriente;
• [pic]= densidad del fluido;
• [pic]= perdida de carga; [pic]; siendo [pic]la distancia entre las secciones 1 y 2; y, [pic]el gradente o pendiente piezométrica, valor que se determina empíricamente para los diversos tipos de material, y es función del radio hidráulico y de la rugosidad de las paredes y de lavelocidad media del agua.

Expresiones prácticas para el cálculo

Para tubos llenos, donde [pic], la fórmula de Bazin se transforma en:
[pic]
Los valores de [pic]son:
• 0.16 para tubos de acero sin soldadura
• 0.20 para tubos de cemento
• 0.23 para tubos de hierro fundido
Simplificando la expresión anterior para tubos de hierro fundido:

[pic]
La fórmula de Kutter, de la mismaforma se puede simplificar:
Con m = 0.175; [pic]
Con m = 0.275; [pic]
Con m = 0.375; [pic]

Pérdidas de carga localizadas

Las pérdidas de cargas localizadas o accidentales se expresan como una fracción o un múltiplo de la llamada "altura de velocidad" de la forma:
[pic]

Donde:
• [pic]= pérdida de carga localizada;
• [pic]= velocidad media del agua, antes o después del puntosingular, conforme el vaso;
• [pic]= Coeficiente determinado en forma empírica para cada tipo de punto singular

| |
|Tipo de singularidad |K |
|Válvula de compuerta totalmente abierta |0,2 |
|Válvula de compuerta mitadabierta |5,6 |
|Curva de 90º |1,0 |
|Curva de 45º |0,4 |
|Válvula de pie |2,5 |
|Emboque (entrada en una tubería) |0,5|
|Salida de una tubería |1,0 |
|Ensanchamiento brusco |(1-(D1/D2)2)2 |
|Reducción brusca de sección (Contracción) |0,5(1-(D1/D2)2)2 |

PERDIDAS DE CARGAS EN DINAMICA DE FLUIDOS

Consecuencia del movimiento de un fluido viscoso de unfluido viscoso de viscosidad dinámica,[pic], densidad, [pic], con una velocidad característica, U, en un conducto de longitud L y diámetro D de rugosidad de pared, [pic]. Las caídas de presión producidas en el conducto horizontal entre los tramos 1 y 2 (1, como consecuencia de los efectos de la viscosidad, se pueden expresar como:

Son las perdidas de carga entre los puntos 1 y 2.
Realizando elanálisis dimensional del problema se puede expresar de la forma:

Experimentalmente se ha visto que la dependencia con L/D es lineal, de modo que tenemos:

donde f es el factor de fricción que depende del numero de Reynolds, Re = U D=v, y de la
rugosidad relativa,[pic]. Dicho factor de fricción viene representado en el denominado diagrama de Moody de la figura 2.

Pérdida de cargas...