2013 Pérdidas de Salida
Ms. Ing. A. Parrera Espinoza
Girón Azañero Johao Zárate Verónica García Canales Katerin
Introducción A menudo, se enfrenta la tarea de diseñar sistemas para fluidos como redes de cañerías, y su cálculo debe realizarse en base a las pérdidas incurridas cuando un fluido fluye a través de cañerías, válvulas, uniones, codos y otros elementos, así como también el comportamiento que adquirirá el fluido en su recorrido con respecto a las variantes asociadas a él. En la elección de un ducto para el transporte de fluidos, intervienen dos factores que se contradicen entre sí. Por un lado está el tamaño del conducto, el cual debe ser mantenido en el mínimo para reducir el costo de instalación, y por la otra parte conviene que el ducto sea grande para reducir la fricción y por ende el costo de bombeo. Es indispensable que junto con la enseñanza teórica de la Mecánica de los Fluidos, esté también presente un programa experimental para entregar así una visión más real de los cambios que sufren los fluidos al modificar las variables que están directamente relacionadas con su comportamiento, como lo son el diámetro de la cañería, el material de esta y la cantidad y calidad del resto de elementos existentes, en el sistema. Por esta razón el presente trabajo de título se basa en el “Diseño de un Módulo experimental de Fluidos”, en el cual se incorporaran elementos de medición, como Manómetros, rotámetros, etc. y otros elementos restringido res como válvulas para así poder controlar o decidir el recorrido que atravesará el fluido en su paso por el sistema diseñado.
Otro aspecto importante que se debe considerar en el diseño es el costo de fabricación de la instalación. Si bien el objetivo del presente no es del tipo económico, de todas formas se incluirán los costos relacionados con la fabricación del módulo
FUNDAMENTO TEORICO Pérdidas de Carga en Accesorios (Pérdidas Menores): Además de las pérdidas de energía por fricción, hay otras pérdidas "menores" asociadas con los problemas en tuberías. Se considera que tales pérdidas ocurren localmente en el disturbio del flujo. Estas ocurren debido a cualquier disturbio del flujo provocado por curvaturas o cambios en la sección. Son llamadas pérdidas menores porque pueden despreciarse con frecuencia, particularmente en tuberías largas donde las pérdidas debidas a la fricción son altas en comparación con las pérdidas locales. Sin embargo en tuberías cortas y con un considerable número de accesorios, el efecto de las pérdidas locales será grande y deberán tenerse en cuenta.
Las pérdidas menores ocurren cuando hay un cambio en la sección cruzada de la trayectoria de flujo o en la dirección de flujo, o cuando la trayectoria de flujo se encuentra obstruida como sucede con una válvula. La energía se pierde bajo estas condiciones debido a los fenómenos físicos bastantes complejos.
Coeficiente de Resistencia: La pérdida de energía es proporcionales a la carga de velocidad del fluido, conforme pasa por un codo, expansión o contracción de la sección de flujo, o por una válvula. Por lo general, los valores experimentales de la perdida de energía se reportan en términos de un coeficiente de resistencia K como sigue:
Es la perdida menor. K es el coeficiente de resistencia y V es la velocidad promedio del fluido en el tubo de la vecindad donde ocurre la perdida menor. En ciertos casos puede haber más de una velocidad de flujo, como en las expansiones y contracciones. Es de la mayor importancia que sepa cual velocidad con cada coeficiente de resistencia. El coeficiente de resistencia no tiene unidades, ya que representa una constante de proporcionalidad entre la pérdida de energía y la carga de velocidad. La magnitud del coeficiente de resistencia depende de la geometría del dispositivo que ocasiona la pérdida y algunas veces depende de la velocidad de flujo.
Coeficiente de resistencia en la salida: Conforme el fluido pasa de una tubería a un depósito o tanque grande, su velocidad disminuye hasta casi cero. En el proceso se disipa la energía cinética que el fluido tiene
en la tubería, indicada por la carga de
. Por tanto, la energía perdida por esta
condiciones:
A esta se le denomina perdida en la salida. El valor de K = 1.0 se emplea sin que importe la forma de salida en el lugar donde el tubo se conecta a la pared del tanque.
Bibliografía: -
Mecánica Fluidos / Robet L. Mott / sexta edición / Pág. 284 – 286.
