casos de mecánica de fluidos en hp prime

UNIVERSIDAD ANDINA NESTOR CACERES VELASQUEZ DE JULIACA FACULTAD DE INGENIERIAS Y CIENCIAS PURAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

CASO A CALCULO DE DE LA PE RDIDA DE ENER GIA (h (hf) f).. Es el caso más simple, los datos son: Q=gasto, caudal ( 3 /) L=longitud (m) D=diámetro (pulg) V=

viscosidad cinemática (  /)

ɛ=rugosidad ()

Pá gi na 1 | 8


EJEMPLO 1: Calcular la perdida de energía que se presenta en una tubería de fierro fundido nuevo que conduce agua a 1.5 m3/s, la viscosidad es 1.2*10^-6 m2/s, longitud de la tubería es 1000m y un diámetro de 24”.

DATOS: Q=gasto, caudal (1.5 3 /) L=longitud (1000 m) D=diámetro (24”) V=

viscosidad cinemática ( 1.2 ∗ 10−6  /)

ɛ=rugosidad (2.5 ∗ 10−4 )

RESULTADOS: Velocidad=5.139 (m/s) Numero de Reinols=2610809.434 (adimensional) Coeficiente de friccion=0.016 (adimensional) Perdidas de energía=35.945 (m) Pá gi na 2 | 8


CASO B C alculo de Caudal (Q) Los datos son: L = Longitud (m) D = diámetro (m) ν = Viscosidad cinemática (m2/s) ε = Rugosidad (m) hf= perdida de energía (m) Con estos datos no es posible calcular el número de Reynolds. Debe procederse pora proximaciones sucesivas. Primero se calcula la rugosidad relativa y observando el diagrama de Moody sesupone un valor para f (podría ser, por ejemplo, el que corresponde a turbulencia plenamente desarrollada). Con este valor de f incorporado a los datos se calcula un valor tentativo para la velocidad, en base a la cual se halla un número de Reynolds.

SECUENCIA DEL CÁLCULO: PASO 1.- Suponer f1; PASO 2.- De la ecuación de Darcy calcular la Velocidad. Pá gi na 3 | 8


PASO 3.- Calcular número de reinols.

PASO 4.- Calculo de f2.

PASO 5.- Comparar f1=f2 PASO 6.- Si no son iguales volver al paso 2.

Pá gi na 4 | 8


EJERCICIO 2: Se tiene una tubería nueva de fierro fundido ( ε = 0,00025 m) de 10” de diámetro. La longitud es de 1000 m. Conduce agua cuya viscosidad es de 10^-6(m2/s). La pérdida de carga (de energía) en el tramo considerado es de 10 m. Calcular el gasto. DATOS: L=1000 m D=10” V =10^-6(m2/s).

ε = 0.00025 (m) hf= 10 (m)

RESULTADOS: Velocidad = 1.561 m/s Reinols = 396555.541 adimensional Perdida de energía = 0.020 adimensional Caudal = 0.079109 m3/s Caudal = 79.109 lit/s Pá gi na 5 | 8


CASO C: C alculo del di ámetro.

LOS DATOS SON: L = Longitud (m) ν = Viscosidad cinemática (m2/s) ε=Rugosidad (m) hf= Perdida de energía (m) Q = Caudal (m3/s)

SECUENCIA DEL CÁLCULO: PASO 1.- Suponer f1; PASO 2.- De la ecuación de Darcy calcular la Diámetro.

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PASO 3.- Calcular número de reinols.

PASO 4.- Calculo de f2.

PASO 5.- Comparar f1=f2 PASO 6.- Si no son iguales volver al paso 2.

Pá gi na 7 | 8


EJERCICIO 3.- Calcular el diámetro que debe tener una tubería nueva, decemento en lucido (ε=0,0004m) para conducir 2m3/s. La viscosidad del agua es de 1,2x10^-6m2/s. La longitud de la tubería es de 1000m. La pérdida de energía es de 25m. DATOS: L=1000 m V =1.2*10^-6(m2/s).

ε = 0.0004 (m) hf= 25 (m) Q=2 (m3/s)

RESULTADOS: Diámetro = 0.7436 m Diámetro = 0.0189 pulg Reinols = 2853460.883 adimensional Perdida de energía = 0.017 adimensional Velocidad = 4.604 m/s Pá gi na 8 | 8

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