plata

Cálculo de tubería

Tubería para Agua
Conducto de hierro dúctil, son utilizadas para líneas de agua, debido a su resistencia, ductivilidad y relativa facilidad de manejo. La longitud total de la tubería a utilizar es de 265.5m
Para realizar el cálculo de diámetros de la tubería así como su grosor de pared, es necesario considerar el caudal (Q) presente en el suministro de agua, el volumen(V) suministrado, la velocidad del flujo (Ѵ) y el área requerida (A)

Tomando en cuenta que:

Sustituimos los valores del caudal y el volumen del agua

Sabiendo que la velocidad esta enunidades de distancia entre tiempo



Como Q y son conocidas y utilizando la definición de rapidez de flujo volumétrico, tenemos



Una vez obtenida el área mínima requerida, buscamos enla tabla No X un conducto estándar con un área de flojo mayor que
Tabla No. Dimensiones del conducto de hierro dúctil


Por lo tanto tenemos las siguientes dimensiones de la tubería
Tabla No. Especificaciones de tubería
Diámetro Nominal , m
Diámetro externo (De), m
Diámetro interno (Di), m
Grosor de la pared, m
0.457
0.506
0.476
0.0147

El agua va entras aproximadamente a unatemperatura de 25°C. Basándonos en esta temperatura tenemos las siguientes propiedades físicas del agua:

Tabla No. Propiedades físicas del agua a 25°C
Temperatura, °C
Peso especifico (γ), KN/m3
Densidad (ρ), kg/m3
Viscosidad dinámica (μ), Pas
Viscosidad cinética (ν), m2/s
Presión (N/m2), P
25
9.78
997
8.91
8.94
151987.5

Considerando que son siete túneles, para el procesamiento de lacomposta se tiene que serán colocados alrededor de 10 codos.

Teniendo los distintos diámetros que se manejarán dentro de la planta y con los distintos accesorios utilizados (Diagrama de DTI), se puede obtener la longitud equivalente dada por estos accesorios. Estos valores se obtuvieron de (Gallegos Alvarez, 2011).
Tabla No. Especificaciones de las válvulas

Cantidad
Corriente
Le/Di
Le(m)
Válvula auxiliar 3 vías
7
13
30
1.29
Válvula de globo con vástago de 45°
1

55
2.42




Σ=3.1218


La tubería y la válvula o accesorio de un mismo diámetro y longitud equivalente producen la misma perdida de presión, puede determinarse la caída de presión producida por estos aditamentos mediante la ecuación de Darcy-Weisbach, empleando la longitud equivalente total.Donde:

Pacc = caída de presión por fricción total de las válvulas y accesorios,
Leq = longitud equivalente total de las válvulas y accesorios4
f = factor de fricción de Darcy, adimensional
W = flujo másico del fluido,
di = diámetro interior de la tubería,
= densidad del fluido a la temperatura de operación,

Para determinar el factor de fricción se utilizará la siguiente fórmula deSwamme & Jain (1976):



Donde:


Re=Reynolds del líquido

Utilizando la siguiente fórmula para obtener el numero de Reynolds del agua




Se tomara en cuenta un diámetro promedio de 0.476 m y una rugosidad de conducto de hierro dúctil de 3966.666

Por lo tanto al sustituir los datos:




Y ahora para obtener la caída total de presiones, donde se considera un flojo másico (W)para el agua de 0.145kg/s







Calculo de la bomba
Considerando los valores antes calculados de Re y y teniendo en cuenta que la tubería de conducto de hierro va tener del mismo diámetro con tiene una rugosidad de 3966.666.


Utilizando la ecuación para flujos turbulentos de Darcy se calcula el factor de fricción primero:


Donde:
hL =Pérdida de energía en tubería
f=factor defricción de Darcy
L=Longitud de la tubería de la corriente de flujo
D=diámetro de la tubería
g= gravedad

Calculamos así las pérdidas de energía en la tubería


Las pérdidas de energía en una válvula de globo con vástago de 45° L/D=55 (Gallegos Alvarez, 2011) es la siguiente:




Las pérdidas de energía en siete válvulas auxiliares de 3 vías L/D=30 (Gallegos Alvarez, 2011) es la...