Mecánica de fluidos

Mecánica de fluidos 7 Sistemas de tubería

Objetivos de aprendizaje: ... el estudiante será capaz de: • Identificar los sistemas de tubería • Analizar las diferencias entre los sistemas de tuberías. • Discriminar las diferentes categorías de sistemas en de tubería en serie y paralelo. • Establecer las relaciones generales de flujo y pérdidas de carga. • Calcular el flujo, el diámetro del conducto y las pérdidas de carga que se presenta a lo largo del sistema, aplicando las ecuaciones pertinentes según sea el caso.

Tuberías en serie Tuberías en paralelo Tuberías ramificadas Tuberías en Red Salir

Sistemas de línea de tubería en serie Si un sistema de línea de tubería se dispone de tal forma que el fluido corra en una línea continua sin ramificaciones se le llama sistema serie. 2 B Z2 1 Z2 A NR

Sistemas de línea de tuberías en paralelo Si un sistema de línea de tuberías provoca que el fluido se ramifique en dos o más líneas, se dice que es un sistema de tuberías en paralelo. Un sistema de tuberías en paralelo está formado por un conjunto de tuberías que nacen en un mismo punto inicial y terminan en un único punto final.

Sistemas de línea de tubería ramificado Se dice que un sistema de tuberías es ramificado cuando el fluido se lleva de un punto a varios puntos diferentes. En este caso el sistema de tuberías se subdivide en ramas o tramos, que parten de un nodo hasta el nodo siguiente. Los nodos se producen en todos los puntos donde la tubería se subdivide en dos o más. 2 Z3 Z2 3 nodo Z2 1

Redes de tuberías Muchos sistemas de tuberías están constituidos por muchas tuberías conectadas de forma compleja con muchos puntos con caudales entrantes y salientes y realmente es un complejo conjunto de tuberías en paralelo. Se habla de redes de tuberías cuando el fluido se lleva de un punto hacia diversos puntos a través de varios caminos que forman ramificaciones complicadas formando mallas.

Redes de tuberías Cuando tres o más ramas se presentan en un sistema de flujo de tuberia, se le llama red. El cálculo de sistemas de tuberías de este tipo es laborioso y se hace por aproximaciones sucesivas como el método de Hardy Cross.

fin

CADPIPE 3D Models Sistemas de línea de tuberías en paralelo a • Q1= Q2 = Qa + Qb • h1-2 = ha = hb 2 1 Q2 Q1 b

Modelo idealizado Pb Vb Zb Pa Va Za dW/dm B Zb S.C. NR hf + hm A

Sistemas de línea de tubería ramificado Modelo idealizado 2 Z2 3 Z3 J 1 Z2

A B C D E F G H C Redes de tuberías Modelo idealizado Tramo Malla nodo A Q B Q Q = Q1 + Q2 + Q3 ΣQi = 0

Redes de tuberías En una red de tuberías se cumple: • Pérdida de carga, en cada tramo de tubería (comprendido entre dos nodos) se cumple… En donde el valor de R , que depende del numero de Reynolds, se puede calcular por diferentes métodos. Para tuberías de agua, por ejemplo, puede usar el método de Hazen-Williams, en este caso el coeficiente R no depende del numero de Reynolds y se puede considerar constante. En general en la solución de problemas de mallas se suelen despreciar las pérdidas secundarias en los nodos del mismo, pero se toma en cuenta el resto de las pérdidas secundarias. • El caudal que sale de un nodo debe ser igual a la suma de los caudales que salen de un nodo. ΣQ = 0 • La suma algebraica de las perdidas de carga en una malla debe ser cero. Σ hp= 0

Asumir Qoi Calcular Corregir Q Qoi = Qoi +  adm FIN

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