PERDIDAS LOCALIZADAS

UNIVERSIDAD PARTICULAR ALAS PERUANAS

CURSO: INSTALACIONES SANITARIAS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

PERDIDAS LOCALIZADAS EN ACCESORIOS La pérdida de carga que tiene lugar en una conducción representa la pérdida de de energía de de un fujo hidráulico hidráulico a lo largo largo de la misma misma por eecto del rozamiento. A continuación se resumen las principales órmulas empíricas empleadas en el cálculo de la pérdida de carga que tiene lugar en tuberías: . !arc"#$eisbach %&'() *. +anning %&,-) . /azen#$illiams %,-() 0. 1cimeni %,*() (. 1cobe" %,) 2. 3eronesse#!atei '. 4érdidas de carga en singularidades

1.- Darcy-Weisbach (18!" 5na de las órmulas más e6actas para cálculos hidráulicos es la de !arc"#$eisbach. 1in embargo por su complejidad en el cálculo del coe7ciente 88 de ricción ha caído en desuso. Aun así9 se puede utilizar para el cálculo cálculo de la pérdida pérdida de de carga en tuberías tuberías de undición. undición. La La órmula original es:

h # $ %(L & D" % ('  & )" n unción del caudal la e6presión queda de la siguiente orma:

h # *+*8, % $ % (  &D! " % L n donde:  h: pérdida de carga o de energía %m)  : coe7ciente de ricción %adimensional)  L: longitud de la tubería %m)  !: diámetro interno de la tubería %m)  ;: ;elocidad media %mmero de ?e"nolds %?e) " del coe7ciente de rugosidad o rugosidad relati;a de las paredes de la tubería %@ ): r 1

+A: 4erdidas localizadas en accesorios




$ # $ (Re+  "/ r

Re # D % ' % 0 & /

r #  & D

0: 2e3si2a2 2e4 a)5a (6)&7 ". C93s54ar ab4a. B: ;iscosidad del agua %CDEFs
RU;OSIDAD A
=aeria4

=aeria4

-9-- Hundición asaltada (

4lástico %49 43G) 4oliéster reorzado con 7bra de ;idrio

-9-

 (77" -9-2#-9&

Hundición

-9*#-92-

ubos estirados de acero

-9--* Acero comercial " 0 soldado

-9-#-9-,

ubos de latón o cobre

-9-- /ierro orjado (

-9-#-9-,

Hundición re;estida de cemento

-9--* /ierro gal;anizado 0

-9-2#-9*0

Hundición con re;estimiento bituminoso

-9--* +adera 0

-9&#-9,-

Hundición centriugada

-9-- /ormigón

-9#9-

4ara el cálculo de 88 e6isten m>ltiples ecuaciones9 a continuación se e6ponen las más importantes para el cálculo de tuberías: a. Ilasius %,). 4ropone una e6presión en la que 88 ;iene dado en unción del ?e"nolds9 ;álida para tubos lisos9 en los que @ r no aecta al fujo al tapar la subcapa laminar las irregularidades. 3álida hasta ?e J -----:

$ # *+1,> % Re -*+!

2





b. 4randtl " 3on#Karman %,-). Amplían el rango de ;alidez de la órmula de Ilasius para tubos lisos:

1 & ?$ # -  49) (+!1 & Re?$ " c. Ciuradse %,) propone una ecuación ;álida para tuberías rugosas:

1 & ?$ # -  49) ( & +1 D" d. Golebroo#$hite %,,) agrupan las dos e6presiones anteriores en una sola9 que es además ;álida para todo tipo de fujos " rugosidades. s la más e6acta " uni;ersal9 pero el problema radica en su complejidad " en que requiere de iteraciones:

1 & ?$ # -  49) @( & +1 D"  (+!1 & Re?$ "B e. +ood" %,00) consiguió representar la e6presión de Golebroo# $hite en un ábaco de ácil manejo para calcular 88 en unción del n>mero de ?e"nolds %?e) " actuando la rugosidad relati;a %@ ) r como parámetro dierenciador de las cur;as:

.- =a33i3) (18*"

3


UNIVERSIDAD PARTICULAR ALAS PERUANAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL


Las ecuaciones de +anning se suelen utilizar en canales. 4ara el caso de las tuberías son ;álidas cuando el canal es circular " está parcial o totalmente lleno9 o cuando el diámetro de la tubería es mu" grande. 5no de los incon;enientes de la órmula es que sólo tiene en cuenta un coe7ciente de rugosidad %n) obtenido empíricamente9 " no las ;ariaciones de ;iscosidad con la temperatura. La e6presión es la siguiente:

h # 1*+ % 3 % ( &D!+ " % L n donde:  h: pérdida de carga o de energía %m)  n: coe7ciente de rugosidad %adimensional)  !: diámetro interno de la tubería %m)   =: caudal %m
COEICIENTE DE RU;OSIDAD DE =ANNIN; DE =ATERIALES

4





=aeria4 4lástico %49 43G) 4oliDEFster reorzado con 7bra de ;idrio Acero

/ierro gal;anizado

3

=aeria4

3

-9--2#-9--

Hundición

-9-*#-9-(

-9--,

/ormigón

-9-*#-9-'

-9--#-9-

/ormigón re;estido con gunita

-9-2#-9-**

-9-(#-9-'

?e;estimiento bituminoso

-9-#-9-2

.- aFe3-Wi44ia7s (1*!" l método de /azen#$illiams es ;álido solamente para el agua que fu"e en las temperaturas ordinarias %( MG # *( MG). La órmula es sencilla " su cálculo es simple debido a que el coe7ciente de rugosidad 8G8 no es unción de la ;elocidad ni del diámetro de la tubería. s >til en el cálculo de pérdidas de carga en tuberías para redes de distribución de di;ersos materiales9 especialmente de undición " acero:

h # 1*+,> % @1+8! &(C1+8!% D>+81 "B % L n donde:     

h: pérdida de carga o de energía %m) =: caudal %m
n la siguiente tabla se muestran los ;alores del coe7ciente de rugosidad de /azen#$illiams para dierentes materiales:

COEICIENTE DE AZEN-WILLIA=S PARA AL;UNOS =ATERIALES =aeria4 Asbesto cemento

5

C 0-

=aeria4 /ierro gal;anizado

C *-





Latón

-#0- 3idrio

0-

Ladrillo de saneamiento

--

4lomo

-#0-

/ierro undido9 nue;o

-

4lástico %49 43G)

0-#(-

/ierro undido9 - aNos de edad

-'# ubería lisa nue;a

0-

/ierro undido9 *- aNos de edad

&,#--

/ierro undido9 - aNos de edad

'(#,-

Acero

-

/ierro undido9 0- aNos de edad

20#&

Acero rolado

-

Acero nue;o

0-#(-

Goncreto

*-#0- Lata

-

Gobre

-#0- +adera

*-

/ierro d>ctil

*-

/ormigón

*-#0-

>.- Sci7e3i (1!" 1e emplea para tuberías de 7brocemento. La órmula es la siguiente:

h # +8> % 1*-> % (1+8, &D>+8, " % L n donde:  h: pérdida de carga o energía %m)   =: caudal %m
!.- Sc9bey (11" 1e emplea undamentalmente en tuberías de aluminio en fujos en la zona de transición a régimen turbulento. n el cálculo de tuberías en riegos por aspersión ha" que tener en cuenta que la órmula inclu"e también las pérdidas accidentales o singulares que se producen por acoples " deri;aciones propias de los ramales9 es decir9 proporciona las pérdidas de carga totales. Le ecuación es la siguiente:

h # >+*8 % 1*- % G % (1+ &D1+1 " % L n donde: 6





    

h: pérdida de carga o de energía %m) K: coe7ciente de rugosidad de 1cobe" %adimensional) =: caudal %m
1e indican a continuación los ;alores que toma el coe7ciente de rugosidad 8K8 para distintos materiales:

COEICIENTE DE RU;OSIDAD DE SCO
G

=aeria4

G

Acero gal;anizado con acoples

-90* Acero nue;o

-92

Aluminio

-90- Hibrocemento " plásticos

-9*

,.- er93esse-Daei 1e emplea para tuberías de 43G " para 0 O - 0 J ?e J -2:

h # + % 1*-> % (1+8 &D>+8 " % L n donde:  h: pérdida de carga o energía %m)   =: caudal %m
PJr2i2as 2e car)a e3 si3)54ari2a2es Además de las pérdidas de carga por rozamiento9 se producen otro tipo de pérdidas que se originan en puntos singulares de las tuberías %cambios de dirección9 codos9 juntas...) " que se deben a enómenos de turbulencia. La suma de estas pérdidas de carga accidentales o localizadas más las pérdidas por rozamiento dan las pérdidas de carga totales. 1al;o casos e6cepcionales9 las pérdidas de carga localizadas sólo se pueden determinar de orma e6perimental9 " puesto que son debidas a una disipación de energía moti;ada por las turbulencias9 pueden 7





e6presarse en unción de la altura cinética corregida mediante un coe7ciente empírico %K):

h # G % ('  & )" n donde:  h: pérdida de carga o de energía %m)  K: coe7ciente empDEFrico %adimensional)  ;: ;elocidad media del fujo %m
ALORES DEL COEICIENTE G EN PKRDIDAS SIN;ULARES Acci2e3e

G

L&D

3ál;ula esérica %totalmente abierta)

-

(-

3ál;ula en ángulo recto %totalmente abierta)

(

'(

3ál;ula de seguridad %totalmente abierta)

*9(

#

3ál;ula de retención %totalmente abierta)

*

(

3ál;ula de compuerta %totalmente abierta)

-9*



3ál;ula de compuerta %abierta <0)

9(

(

3ál;ula de compuerta %abierta <*)

(92

2-

3ál;ula de compuerta %abierta <0)

*0

,--

#

0-

 por salida lateral

9&-

2'

Godo a ,-M de radio corto %con bridas)

-9,-

*

Godo a ,-M de radio normal %con bridas)

-9'(

*'

Godo a ,-M de radio grande %con bridas)

-92-

*-

Godo a 0(M de radio corto %con bridas)

-90(

#

Godo a 0(M de radio normal %con bridas)

-90-

#

Godo a 0(M de radio grande %con bridas)

-9(

#

3ál;ula de mariposa %totalmente abierta)

8


UNIVERSIDAD PARTICULAR ALAS PERUANAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

9



PERDIDAS LOCALIZADAS

Recommend Documents