Cambiar a contenido.

ocwus

Secciones
Herramientas Personales
Acciones de Documento
  • Annorate
  • Make a Path
  • Send To Wiki
  • Print this page
  • Send this page to somebody
  • Content View
  • Toggle full screen
  • Add Bookmarklet

pagina_08

OTRAS PERDIDAS DE CARGA EN LAS INSTALACIONES Volver al contenido principal

OTRAS PERDIDAS DE CARGA EN LAS INSTALACIONES

Siempre que varía la velocidad de un fluido, tanto en dirección como en valor absoluto, se produce una fricción adicional a la fricción de superficie debida al flujo a través de la tubería. Esta fricción incluye la fricción de forma que se origina cuando tiene lugar la separación de la capa límite y la que se produce como consecuencia de los vórtices. En la mayor parte de los casos, estos efectos no se pueden calcular con exactitud y es preciso recurrir a datos experimentales; en la práctica, lo que se hace es estimarlos a partir del conocimiento que se tiene sobre las pérdidas en modelos geométricos análogos.

Ensanchamiento brusco.-

Al ensancharse una conducción con la consiguiente disminución de velocidad y aumento de presión en el fluido, se produce la separación de la capa límite, y con ella, la formación de torbellinos y disipación de energía en la región inmediata a las paredes de la parte ensanchada. Si la variación de la sección transversal es gradual, la energía cinética no se disipa y se puede recuperar como energía de presión.

La fórmula para este caso es:

siendo (coeficiente de pérdidas por expansión)

Es decir, el aumento de presión debido al ensanchamiento nunca es tan grande como el que se produciría si no hubiese pérdidas. En el caso límite de salida de un fluido de una conducción, o sea, cuando ésta desemboca en un depósito lleno de fluido, la ecuación queda: , es decir, se pierde toda la energía cinética inicial.

Contracción brusca.-

En una contracción, la sección transversal del flujo disminuye gradualmente en la conducción de mayor diámetro al aproximarse al estrechamiento, e incluso después de él, llegando a alcanzar una sección mínima, denominada vena contracta.

A partir de ella, la sección transversal de flujo vuelve a aumentar hasta alcanzar la del tubo de pequeño diámetro. En el paso hasta la vena contracta no hay pérdida de energía, sólo conversión de la carga de presión en carga cinética. A partir de entonces, las condiciones son similares a las del ensanchamiento brusco. Por tanto, se podría aplicar la misma ecuación, pero haría falta conocer la sección de la vena contracta.

En su lugar se utiliza otra similar, de modo que:

siendo , Kc = Coeficiente de pérdida por contracción. Fórmula válida hasta .

Ordinariamente, la entrada de un fluido en una conducción se produce de algunas de las siguientes formas, cuyos valores de la constante se muestran:

En flujo laminar resultan despreciables las pérdidas de energía en los estrechamientos y en las entradas de las conducciones.

Accesorios de tuberías.-

Los accesorios de las tuberías (curvas, codos, tes, válvulas, etc.) distorsionan las líneas normales de flujo y dan lugar a fricción, las cuales, en conducciones cortas, pueden ser mayores que las correspondientes a la longitud recta de la tubería. Estas pérdidas se calculan con la ecuación general: , estando tabulados los valores de .

Se obtienen mejores resultados considerando la longitud equivalente de tubo recto que produciría la misma pérdida. Esta longitud equivalente se suma a la longitud real de la tubería en la ecuación de Darcy-Weisbach, y se encuentran recogidas en ábacos o nomogramas en función del accesorio y del diámetro de la tubería.

Fricción en conductos no circulares:

En este caso se aplican las ecuaciones generales desarrolladas para conducciones cilíndricas, utilizando los valores del factor de fricción que aparecen en la bibliografía, o los que resultan utilizando el concepto de diámetro equivalente. Este se define como cuatro veces el radio hidráulico de una conducción, y sustituye al diámetro D en todas la expresiones en donde aparece para tuberías circulares.

El radio hidráulico se define a su vez como: RH = Área de la sección transversal de la conducción / Perímetro mojado = S/LP.

Copyright 2007, Autores y Colaboradores. Cite/attribute Resource. Franco, C. A., Franco, C. A., Ojeda, E. D. (2008, April 25). pagina_08. Retrieved May 27, 2020, from ocwus Web site: http://ocwus.us.es/arquitectura-e-ingenieria/operaciones-basicas/contenidos1/tema4/pagina_08.htm. Esta obra se publica bajo una licencia Creative Commons License. Creative Commons License