Proyectos hidráulicos resueltos


















MAQUINAS DE FLUIDOS INCOMPRESIBLES










CATEDRATICO:

ING. FRANCISCO VAZQUEZ RETA







PROYECTO No. 1

En una instalación hidráulica en donde se tiene un tanque de retorno de condensado con una bomba que mete agua de repuesto a una caldera, y en donde se requiere un caudal de repuesto de 30 l/seg, que deberán entrar a dicha calderaque opera a una presión de 4.7 kg/cm2. El croquis anexo indica la disposición de los equipos, accesorios y tuberías, así como elevaciones que servirán de información básica para calcular lo sig:
El sistema cuenta con:
2 válvulas de compuerta abierta.
2 válvulas de retención tipo liviana.
7 codos radio medio de 90º.
PA= 0.6 x 104 kg/m2 .
PB= 4.7 x 104 kg/m2.
De acuerdo con la tabla delinstituto de hidráulica para el diámetro económico de tubería con agua limpia se recomienda una velocidad de 7 a 10 ft/seg (2.10-3.05m/s).
Entrada de tubería con aristas en ángulos rectos.
Temperatura del agua a 90º C.
Toda tubería de acero comercial ced # 40.
Longitud de tubería de succión 30 metros.
Longitud de tubería de descarga 180 metros.
La instalación estará a 2500 m/n.m.
90 cambiosde dirección a 90º.
Salida de tubería.
2 cambios de dirección a 45º.

Calcular:

1. Diámetro de la tubería.
2. Perdidas por entrada He.
3. Hcd (cambios de dirección) a 45º y 90º.
4. Perdidas por fricción en la succión Hper suc.
5. Perdidas por fricción en la descarga.
6. Perdidas por salida de tubería.
7. CDT (Carga Dinámica Total).
8. (NPSH)R.
9. De acuerdo a las características dela curva de operación y la policurva seleccionada, indicar: cual es la eficiencia del equipo, la (NPSH) D y decir si el equipo cavita o no cavita en estas condiciones de operación.
De la tabla no. 1: Primero utilizando la velocidad recomendada por el instituto de hidráulica calculamos el diámetro de la tubería, utilizamos 3.05m/s ya que es la recomendada.


Q= V*Ad= 0.111 m = 111 mm


De la tabla no.11: Seleccionamos el diámetro adecuado, en este caso el diámetro es de 5 pulga que es igual a 128 mm.


Con este diámetro calculamos la velocidad.



V= 2.33 m/s


Establecemos nuestro teorema de Bernoulli.

Se desprecian las velocidadesya que el nivel baja lentamente y se hacen despreciables.
0 0
ZA + PA / W + VA2/ 2g + HA – Hperd (Hf A-B + Hcd45 +Hcd90 + He) = ZB + PB/ W + VB2/ 2g


Obtenemos las perdidas de A-B:



Primero calculamos la longitud total:


LTA-B = long. de tubería recta + long.equivalente de accesorios


Para determinar la longitud de los accesorios vamos a la tabla no. 10

En el equipo tenemos 7 codos radio medio de 90º, 2 válvulas de retención tipo liviana, 2 válvulas de compuerta abierta, y una salida de tubería.

LTA-B = (30 + 180) + [(3.7* 7) + (10.4* 2) + (0.9* 2) + 4]

LTA-B = 262.5 m

Para obtener f debemos hallar el valor de Re y є/d.Utilizando la viscosidad cinemática a 90º en la tabla no. 4




є /d = 0.006 / 12.8 = 0.00046


Utilizando estos valores y yendo a la grafica no. 6 Obtenemos el valor de f


f = 0.017



Hf A-B = 9.64 m


Ahora calculamos las perdidas por cambio de dirección a 90 y 45 grados:


Donde “n” es el número de cambios de dirección.







Y las pérdidas por entradas:donde ke es igual a 0.5 para entradas de tuberías en ángulo recto de acuerdo con la tabla no. 13


He = 0.138m
Tomando como nivel de referencia el suelo, construimos nuestro Bernoulli:

Con la presión en cada punto y el peso especifico del fluido a la temperatura dada:




HA – 5.38 = 55.18 CDT (HA) = 60.5m



También hay que determinar si el equipo cavita...