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7/24/2019 e Flores - Lab6

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Anlisis comparativo de clculo de prdida

UN!"#$%A%NAC&NA' %"'

C"N(#& %"' )"#U

FACULTAD DE

INGENIERIA

CIVIL

A*o de la %iversi+caci)roductiva y del

,ortalecimiento de la"ducacin


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INGENIERIA CIVIL



(abla de contenidoII. INTRODUCCION..............................................................................................-

III. OBJETIVOS....................................................................................................-

IV. MARCO TEORICO............................................................................................-

. ANA'$$.....................................................................................................

V. METODOLOGIA.............................................................................................../

VI. CLCULO Y PRESENTACION DE RESULTADOS.......................................................0

VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.............................................................1-

IX. BIBLIOGRAFIA..............................................................................................12

RESUMEN

El fujo de un lquido en una tubera viene aco!a"ado de una !#rdida de ener$a% que

&uele e'!re&ar&e en t#rino& de ener$a !or unidad de !e&o de fuido circulante% que &e

denoina !#rdida de car$a ( que tiene dien&ione& de lon$itud)

La !#rdida de car$a e&t* relacionada con otra& variable& fuido din*ica& &e$+n el ti!o de

fujo% lainar o turbulento) Ade*& de la& !#rdida& de car$a lineale& ,a lo lar$o de lo&

conducto&-% tabi#n &e !roducen !#rdida& de car$a &in$ulare& en !unto& concreto& coo

codo&% rai.cacione&% v*lvula&% etc)

/ara ello anali0areo& un &i&tea !or $ravedad !ara !oder deterinar la !erdida de car$a

!or 1ricci2n ( !or &in$ularidade& en el &i&tea

SUMARY

T3e fo4 o1 a liquid in a !i!in$ coe& acco!anied o1 a lo&& o1 ener$(% t3at o1ten 3e

e'!re&&e& 3i&el1 in ter& o1 ener$( 1or 4ei$3t unit o1 circulatin$ fuid)

T3e dro! in c3ar$e i& related to ot3er variable& fo4ed d(naic accordin$ to t3e t(!e o1

fo4% lainatin$ or turbulent) In addition to t3e linear dro!& in c3ar$e ,t3rou$3 t3e conduit&-%

&in$ular dro!& in c3ar$e in concrete !oint& li5e elbo4&% rai.cation&% valve&% etc al&o ta5e

!lace)

For it 4e 4ill anal(0e a &(&te 1or $ravit( to be able to deterine t3e dro! in c3ar$e 1or

1riction and 1or &in$ularitie& in t3e &(&te

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I.

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II. INTRODUCCION

En un &i&tea de tubera& el oviiento del a$ua viene aco!a"ado de una !erdida de

ener$a% que &uele e'!re&ar&e en t#rino& de ener$a !or unidad de !e&o de fuido

circulante% que &e denoina !#rdida de car$a ( que tiene dien&ione& de lon$itud)

La !#rdida de car$a e&t* relacionada con otra& variable& fuido din*ica& &e$+n el ti!o de

fujo% lainar o turbulento) Ade*& de la& !#rdida& de car$a lineale& ,a lo lar$o de lo&

conducto&-% tabi#n &e !roducen !#rdida& de car$a &in$ulare& en !unto& concreto& coo

codo&% rai.cacione&% v*lvula&% etc)

/ara ello anali0areo& un &i&tea !or $ravedad !ara !oder deterinar la !erdida de car$a

!or 1ricci2n ( !or &in$ularidade& en el &i&tea

III. OBJETIVOS

&34"(!& 5"N"#A'6

Anlisis comparativo perdido de carga por friccin y singularidades en un Modelo hidrulico por

impulsin aplicando Matlab y Water Cad.

&34"(!&$ "$)"C7,C&$

Analizar las perdidas por friccin en tuberas y su dependencia con el material y dimetro de esta.

Analizar la perdida de carga por singularidad es decir por los diferentes accesorios que se

encuentran en el sistema hidrulico.

IV. MARCO TEORICO

PRDIDAS DE CARGA

1. INTRODUCCIN TERICA.

El fujo de un lquido en una tubera viene aco!a"ado de una !#rdida de ener$a% que

&uele e'!re&ar&e en t#rino& de ener$a !or unidad de !e&o de fuido circulante% que &e

denoina !#rdida de

car$a ( que tiene dien&ione& de lon$itud)

E&tableciendo la ecuaci2n de ener$a entre do& &eccione& de una tubera ,/rier /rinci!io de

Terodin*ica8 9:;


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Con&iderando !roce&o adiab*tico ,9


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La& caracter&tica& de lo& e&1uer0o&cortante& &on u( di&tinta& en 1unci2n de que &ea

fujo lainar o turbulento) En el ca&o de fujo lainar%

la& di1erente& ca!a& del fuido di&curren ordenadaente%

&ie!re en direcci2n !aralela al eje de la tubera ( &in e0clar&e%

&iendo el 1actor doinante en el intercabio de cantidad de oviiento

,e&1uer0o& cortante&- la vi&co&idad) En

fujo turbulento% en cabio% e'i&te una

continua fuctuaci2n tridien&ional en la velocidad de la& !artcula& ,tabi#n en otra&

a$nitude& inten&iva&% coo la !re&i2n

o la te!eratura-% que &e &u!er!one a la& co!onente&de la velocidad) E&te e& el 1en2eno de la turbulencia% que ori$ina un 1uerte intercabio de

cantidad de oviiento entre la& di&tinta& ca!a& del fuido% lo que da una& caracter&tica&

e&!eciale& a e&te ti!o de fujo)

El ti!o de fujo% lainar o turbulento% de!ende del valor de la relaci2n entre la& 1uer0a& de

inercia ( la& 1uer0a& vi&co&a&% e& decir del n+ero de Re(nold& Re8

Colebroo5 ( ;3ite ,B7- cobinaron la& ecuacione& de von aran ( de /randtl% (

!ro!u&ieron una +nica e'!re&i2n !ara el 1actor de 1ricci2n que !uede a!licar&e en todo el

r#$ien turbulento8

1.2. Prdidas singulares.

La& !#rdida& &in$ulare& &on la& !roducida& !or cualquier ob&t*culo colocado en la tubera (

que &u!on$a una a(or o enor ob&trucci2n al !a&o del fujo8 entrada& ( &alida& de la&

tubera&% codo&% v*lvula&% cabio& de &ecci2n% etc) Noralente &on !eque"a& co!arada&

con la& !#rdida& lineale&% &alvo que &e trate de v*lvula& u( cerrada&) /ara &u e&tiaci2n

&e &uele e!lear la &i$uiente e'!re&i2n8

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1.3. C!"ina#i$n de %u"er&as.

En una in&talaci2n de tran&!orte de fuido&% !ueden encontrar&e tubera& aco!lada& en &erie%

en !aralelo o coo una cobinaci2n de aba&) En la& tubera& en &erie% el caudal que

circula !or ella& e& el i&o% ( la !#rdida de car$a total e& &ua de la de cada una% !or lo

que &e !uede con&iderar coo una +nica tubera cu(o t#rino re&i&tente e& la &ua de lo&

t#rino& individuale&) e de.ne re&i&tencia de una tubera al 1actor que ulti!licado !or el

cuadrado del caudal no& da la !#rdida de car$a8

. ANA'$$.

$$("MA$ %" M)U'$&N

B- $"'"CC8N %" 3&M3A$. Un equi!o de bobeo e& un tran&1orador de ener$a) Recibeener$a ec*nica ( la convierte en ener$aque un fuido adquiere en 1oradepresin% deposicino de velocidad) En laa(ora de la& a!licacione& de ener$acon1erida !or una boba e& una e0cla de la&tre&% ,posicin, presin y velocidad-% la& cuale&&e co!ortan con lo& !rinci!io& de laec*nica de fuido&)

6- C'A$,CAC&N 5"N"#A' %" 'A$3&M3A$. E'i&ten vario& ti!o& de boba&que &e !ueden cla&i.car de la &i$uiente anera8

a9 3&M3A$ %" %"$)'A:AM"N(&)&$(!&. JKJA RECI/RKCANTE) JKJA RKTATKRIA)

b9 3&M3A$ %NAMCA$ JKJA EECIALE) JKJA CENTRIFUGA) Una boba centr1u$a con&i&te en un rodete que !roduce una

car$a de !re&i2n !or la rotaci2n del i&o dentro de una cubierta) La& di1erente& cla&e& deboba& &e de.nen de acuerdo con el di&e"o del rodete% el que !uede &er !ara fujo radial oa'ial)

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B.Tipo Radial8 E&te rodete enva !or una 1uer0a centr1u$a% el fujo del fuido

en direcci2n radial 3acia la !eri1eria de aquel) La car$a de velocidad e&

convertida a car$a de !re&i2n en la de&car$a de la boba) /or lo $eneral% lo&alabe& ,aleta&- de e&to& rodete& e&t*n curvado& 3acia atr*&) El rodete radial

3a &ido el ti!o *& co+nente u&ado)

;.Flujo axial o tipo hlice6Ca&i toda la car$a !roducida !or e&te rodete e& debida a la acci2n dee!uje de la& aleta&) El fuido entra ( &ale del rodete en direcci2n a'ial o ca&i a'ial)

-.Flujo mixto:La car$a &e de&arrolla con un rodete del$ado% en !arte !or 1uer0a centr1u$a ( en!arte !or el e!uje de la& aleta&) E&to &e con&i$ue con&tru(endo aleta& de curva doble o en 1ora de

3#lice% de tal 1ora que la de&car$a e& una cobinaci2n de fujo a'ial ( radial)

-9 !"N(A4A$ %" 'A$ 3&M3A$ C"N(#,U5A$.

u con&trucci2n e& &i!le% &u !recio e& bajo) El fuido e& entre$ado a !re&i2n uni1ore% &in variacione& bru&ca& ni !ul&acione&) on u(

ver&*tile&% con ca!acidade& de&de $! con !re&i2n di1erencial de 6 a lb!ul$ 6con !re&i2n

di1erencial de 6 a lb!ul$63a&ta boba& +lti!le& con 7???$! ( 7??? lb!ul$6) La lnea de de&car$a !uede interru!ir&e% o reducir&e co!letaente% &in da"ar la boba) /uede utili0ar&e con lquido& que contienen $rande& cantidade& de &2lido& en &u&!en&i2n%

vol*tile& ( fuido& 3a&ta de O?PF) in tolerancia& u( aju&tada&) /oco e&!acio ocu!ado) Econ2ica& ( 1*cile& de antener) No alcan0an !re&ione& e'ce&iva& a+n con la v*lvula de

de&car$a cerrada) *'ia !ro1undidad de &ucci2n e& B !ul$ada&) Flujo &uave no !ul&ante) I!ul&or ( eje &on la& +nica& !arte& en oviiento) No tiene v*lvula& ni eleento& reci!rocante&) K!eraci2n a alta velocidad !ara correa otri0)

29 "$)"C,CAC&N < $"'"CC8N %" 3&M3A$.

Anali0ando la& eta!a& !or la& que !a&a la adqui&ici2n de una boba de&de &u $e&taci2n 3a&ta que &e

encuentra en &ervicio en la !lanta% &e !uede ob&ervar que una& corre&!onden al 1abricante

e'clu&ivaente ( otra& al u&uario a !artir de un !unto e'i&tir* un !araleli&o o corre&!ondencia

entre ello&

V. METODOLOGIA

ara la e!ecucin de este anlisis ser necesario completar los siguientes pasos"

PASO 1: PLANTEAMINETO DE UN MODELO HIDRAULICO POR IMPULSION

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Con la finalidad de poder analizar las perdidas por friccin y singularidad.

PASO 2: MODELAMIENTO Y ANALISIS CON EL WATERCAD

#etallaremos todos los pasos seguidos para el modelamiento

PASO 3: REALIZAR EN ANALISIS DE PERDIDA POR FRICCION Y SINGULARIDAD POR MEDIO DE HOJAS

EXCELES

rocesaremos los datos en ho!as e$cedes

.

PASO : REALIZAREMOS LAS COMPARACIONES ENTRE AMBOS RESULTADOS OBTENIDOS TANTO POR

EL WATERCAD Y POR LAS HOJAS EXCELES.

VI. CLCULO Y PRESENTACION DE RESULTADOS

PASO 1: PLANTEAMINETO DE UN MODELO HIDRAULICO POR GRAVEDAD

Con la finalidad de poder analizar las perdidas por friccin y singularidad.

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PASO 2: MODELAMIENTO Y ANALISIS CON EL WATERCAD

#etallaremos todos los pasos seguidos para el modelamiento

C%&AM'( )* *)&+' %',&C-'"

#&/*/M'( A01)*'( #A-'( C'M' &0 CA)#A0 0'( #/AM&-%' , ACC&('%/'("

A,& %" C#"N(" $U)"#,CA'B?


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#/2)3AM'( 0A % #& -)2&%/A(

C'0'CAM'( 0A( #/M&*(/'*&( #& CA#A -%AM'

A,& %" C#"N(" $U)"#,CA'BB


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CA0C)0' #& &%#/#A#

C'0'CAM'( 0'( C'&*#& &%#/#A

/ERDIDA DE CARGA 8

A,& %" C#"N(" $U)"#,CA'B6


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/ERDIDA /KR FRICCIKN

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ANA'$$ C&N 'A$ =&4A$ ">C"'"$

A,& %" C#"N(" $U)"#,CA'B>


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VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

0a perdida por singularidad es en porcenta!e vara entre 456758 de la perdida por carga y la

p9rdida por friccin que es mayor vara entre :56;58 de la p9rdida total de carga. 0os m9todos

analticos no varan mucho en sus resultados. &l programa altercad ofrece mucha versatilidad para el modelamiento y para el anlisis de

perdida de carga ofreciendo resultados confiables en comparacin a los calculados

matemticamente por e$cel.

VIII.

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IX. BIBLIOGRAFIA

1 TE CV. HIDROLOGIA APLICADA. TERCERA ed. TE CV, editor. BOGOTA, COLOMBIA: MC

GRAW HILL; 1994.

2 MIARE! A. "#$DAME$TO! DE HIDROLOGIA DE !#PER"ICIE. C#ARTA ed. ME%ICO:

LIM#!A; 2&&1.

'. MERLO I(M!. MA$#LA DE WATER CAD V)i. !EG#$DA ed. ME%ICO: ME%; 2&1&.

B)

A,& %" C#"N(" $U)"#,CA'

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