Practica 3 8.- Preguntas 1.
¿La ¿La rugo rugosi sida dad d de la tube tuberí ría a se mantie mantiene ne const constan ante te a lo largo largo de su vida vida útil? útil? Expliue. La condición de la superficie interior de tuberías comerciales depende directamente del material y el método por el cual fue elaborado, existen protuberancias o irregularidades de diferentes formas y tamaños cuyo valor medio se conoce como rugosidad (ε), la cual expresa la variación del radio interno de la tubería. na ve! "ue una tubería #a estado en servicio durante un tiempo la rugosidad cambia debido a factor factores es como como la corros corrosión ión y la formac formación ión de depósi depósitos tos en la pared, pared, lo cual cual es causado causado $ustamente por los distintos fluidos "ue se despla!aron en su interior durante su vida %til. !.
¿"u# es es $lu%o desarr desarrolla ollado? do? &i$eren &i$erencias cias entre entre laminar laminar ' turbule turbulento. nto.
(lu%o &esarrollado) &e denomina flu$o desarrollado a a"uel fluido "ue tiene un perfil de velocidad constante a lo largo de la longitud de un conducto considerando el flu$o a través de un conducto bidimensional formado entre dos placas paralelas. Las características de fricción y de transferencia de calor en la región de entrada son similares a las encontradas en los flu$os externos de capa límite.
' ' -
(lu%o Laminar um umero ero de de ey eyno nold ldss * +
'
(lu%o *urbulento um umero ero de de ey eyno nold ldss /0 /0
Las partículas del fluido se mueven siguiendo siguiendo trayectoria trayectoriass definidas, definidas, es un flu$o estratificado, suave.
'
Las partículas del fluido no se muev mueven en sigu siguie iend ndo o tray trayec ecto tori rias as definidas.
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-l flu$o laminar es típico de fluidos a velo velocid cidad ades es ba$a ba$ass o visco viscosid sidad ades es altas.
'
1luid 1luidos os de visco viscosid sidad ad ba$a ba$a,, velo veloci cida dad d alta o grande grandess caudal caudales es suelen suelen ser turbulentos.
'
-l per perfi fill lamin laminar ar de de velo veloci cid dades ades en en una una tuber ubería ía tien tienee form formaa de una parbola, donde la velocidad mxima se encuentra en el e$e de la tubería y la velocidad es igual a cero en la pared del tubo.
'
Las partículas del fluido poseen energía de rotación apreciable, y se mueven en forma errtica c#ocando unas con otras. -l perfil de velocidad ya no es una parbola, sino se distribuye en la sección transversal.
3. Expliue Expliue el per$il per$il de velocidad velocidades es en r#gimen r#gimen turbule turbulento. nto. +ndiu +ndiuee las partes. partes.
2erfil de 3elocidad para flu$o turbulento r 4 radio de la tubería 4 3elocidad local en un radio r. -n un flu$o turbulento la velocidad del fluido cerca de la pared del tubo cambia rpidamente desde cero en la pared a una distribución casi uniforme en la sección trasversal. La forma del perfil de velocidad varia con el factor de fricciona f, el "ue a su ve! est en función del n%mero de eynolds y la rugosidad relativa de la tubería. ,. ¿e'nolds depende de la temperatura del $luido? Expliue. La viscosidad es una de la variable "ue considera eynolds, por lo tanto, depende de la temperatura del fluido debido a "ue la temperatura afecta directamente la viscosidad de un fluido, de manera general a mayor temperatura la viscosidad de un lí"uido disminuye y a mayor temperatura la viscosidad de un gas se incrementa. 2or e$emplo, flu$os con viscosidad alta y velocidad ba$a tiene n%meros de eynolds ba$os y se comportaran en forma laminar. . ¿/u0l es la correccin en la ecuacin de 2ernoulli cuando se tiene $lu%o laminar?
donde el término 5 se denomina 6pérdida de carga6. &i el fluido es ideal 54 . ¿"u# es la c#dula de un tubo de transporte de $luido?
La cédula en los tubos de transporte de fluido est relacionada con la presión permisible de operación y el esfuer!o permisible del material de la tubería. 7dems, #ace referencia al grosor o espesor del tubo, la cédula depender de factores como8 el uso "ue se le vaya a dar a la tubería, del material "ue vaya a transportar y la intensidad y frecuencia de dic#o transporte. Las cédulas en tubos de acero ms utili!adas en la industria son8 ' 9édula 08 tili!ada en tuberías de transporte de agua. ' 9édula :8 tili!ada en tuberías de alta presión.
11.- 2ibliogra$ía -
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;pen 9ourse
Rugosidad absoluta y rugosidad relativa’’ . ecuperado de8#[email protected]?ingenieria'agroforestal?#idraulica'y'riegos?temario?Aema B++.9onduccionesB+for!adas?tutorialC0.#tm? Duimi et(+EE). La fabricación y la cédula de los tubos de acero.ecuperado de 8 #ttps8??@@@."uiminet.com?articulos?la'fabricacion'y'la'cedula'de'los'tubos'de'acero' +F::+F0.#tm Mecánica de fluidosK 2rentice 5all, Hta edición, Jéxico, +H.
Pr0ctica , Preguntas 1. 4rdene de ma'or a menor las v0lvulas con su respectivo coe$iciente de p#rdida totalmente abiertas. *ipo de v0lvula 3lvula de esfera (Aotalmente abierta) 9odo en (Aotalmente abierta) 9odo radio corto a M N (Aotalmente abierta) 9odo radio largo a MN (Aotalmente abierta) 3lvula de compuerta (Aotalmente abierta)
/oe$iciente 5L de p#rdida E
L6&
E.F .M
' +
.H
+
.+
E
F
!. /onsulte ' expliue la seleccin de v0lvulas. na óptima selección de vlvulas se basa en la función "ue se re"uiere "ue desempeñe. Las funciones bsicas a la #ora de seleccionar una vlvula son las s iguientes8 7islamiento) tili!ado para interrumpir el flu$o lineal en su totalidad cuando se re"uiera.
etencin) 9uando deseamos "ue el flu$o no retroceda #acia la !ona presuri!ada cuando esta decrece. egulacin) 9uando necesitamos controlar la cantidad de flu$o eguridad) 2ara la protección de personas y e"uipos ante una alta presión 7dems de las funciones mencionadas, es conveniente revisar las siguientes características8
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Los valores normales y límites de presión "ue soporta el cuerpo de la vlvula Iimensionamiento y capacidad de flu$o 9aracterística de flu$o Límites de temperatura 9audal de fuga 2érdidas de presiones normales y cuando la vlvula est cerrada e"uerimientos de las conexiones de la vlvula al sistema de cañería 9ompatibilidad del material con la aplicación y durabilidad 9osto y vida %til
3.
¿&epende la p#rdida en accesorios del número de e'nolds?
La pérdida en accesorios no depende del n%mero de eynolds debido a "ue la pérdida de energía se la obtiene en función al coeficiente de resistencia, el cual se lo obtiene del producto de factor de fricción por la longitud e"uivalente. -l factor de fricción se lo obtiene del diagrama del Joody con la rugosidad relativa y en este punto el n%mero de eynolds se encuentra en la !ona de turbulencia, por lo tanto se tomaría en cuenta solo la rugosidad relativa y no el n%mero de eynolds. ,. ¿Por u# se las denomina p#rdidas menores? Los accesorios como vlvulas, codos, uniones, entre otros, contribuyen a la pérdida global del sistema y se denominan pérdidas menores debido a "ue en comparación con las pérdidas de carga por fricción las pérdidas por accesorios son muc#o menores en la mayoría de casos, sin embargo, deben ser consideradas y cuantificadas. . +ndiue las venta%as ' las desventa%as de las v0lvulas de globo9 compuerta ' de es$era.
*ipo de v0lvula
:0lvula de globo
:enta%as ' -strangulación eficiente con estiramiento o erosión mínimos del disco o asiento.
&esventa%as
' Oran caída de presión. ' 9arrera corta del disco y pocas vueltas para accionarlas. ' 9ontrol preciso de la circulación. ' Iisponible con orificios m%ltiples.
:0lvula compuerta
' 9osto relativamente elevado.
de ' 9ierre #ermético. ' 7lta capacidad.
' &e re"uiere muc#a fuer!a para accionar.
:0lvula de es$era
.
' Pa$o costo. ' Iiseño y funcionamiento sencillo. ' 2oca resistencia a la circulación.
' 9ontrol deficiente de la circulación ' 2roduce cavitación con ba$as caídas de presión. ' Iebe estar completamente cerrada o cubierta.
' Pa$o costo ' 7lta capacidad ' 9orte bidireccional ' 9irculación en línea recta ' 2ocas fugas ' Jantiene su limpie!a ' 2oco mantenimiento ' o re"uiere lubricación ' Aamaño compacto ' 9ierre #ermético con ba$a torsión.
' Ieficiente para estrangulación. ' 7lta torsión para accionarla ' Iesgaste de sellos o empa"uetadura ' 2ropensa a la cavitación.
;encione los tipos de placa ori$icio.
Aipos de placas orificio8 9oncéntrica, excéntrica y segmentada.
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9oncéntrica8 tili!ada com%nmente para lí"uidos. -xcéntrica8 tili!ada para gases donde los cambios de presión implican condensación.
2ara medir presiones usando este tipo de medidores, debemos situar dos puntos en lugares distintos (antes y después del orificio) y dependiendo de dónde #ayamos puesto estos puntos para medir, seleccionar el valor adecuado de 9 d. -ste tipo de medidores es usado en la industria por su ba$o costo y fcil instalación.
Aipos de 2laca orificio
<. ;encione aplicaciones del :enturi en la ingeniería mec0nica. 1.-El carburador.
-n la Qndustria 7utomotri!8 en el carburador del carro, el uso de éste se pude observar en lo "ue es la 7limentación de 9ombustible. Los motores re"uieren aire y combustible para funcionar. n litro de gasolina necesita aproximadamente E. litros de aire para "uemarse, y debe existir alg%n mecanismo dosificador "ue permita el ingreso de la me!cla al motor en la proporción correcta. 7 ese dosificador se le denomina carburador, y se basa en el principio de 3énturi8 al variar el dimetro interior de una tubería, se aumenta la velocidad del paso de aire.
!.- Perli=adores. na aplicación importante es la utili!ación de perli!adores para disminuir el consumo de agua, aumentando la presión, seg%n la necesidad. -ste dispositivo se produce actualmente y esta dirigido para el uso en las casas8 baños, mangueras, lavabos, entre otros.
2erli!ador
3.- En el 0rea de la Limpie=a. -l aire urbano normal transporta alrededor de .H granos de materia suspendida por pie c%bico (E.= mg?m), lo "ue constituye un límite prctico para la mayor parte de la limpie!a de gases industriales. La cantidad de polvo en el aire normal en las plantas de fabricación con frecuencia es tan elevada como .+ g?pie. La cantidad de polvo en el gas de alto #orno, después de pasar por el primer captador de polvos es del orden de E g?pie, al igual "ue el gas crudo caliente de gasógeno.
,.- 7paratos de limpie=a -l 3énturi de 2ease'7nt#ony. -n este sistema, el gas se fuer!a a través de la garganta de un 3énturi, en la "ue se me!cla con rocíos de agua de alta presión. &e necesita un tan"ue después de 3énturi, para enfriar y eliminar la #umedad. -s posible reducir el contenido de polvo #asta
.E g?pie o menos, a un costo ra!onable. -l aparato también se usa para la recuperación de sólidos valiosos arrastrados por los gases. .- ombrero de :#nturi. -ste e"uipo consiste en "ue el aire caliente, "ue sale por el conducto principal, es arrastrado por el aire frío "ue ingresa por la parte inferior cuando 6c#oca6 contra la tubería produciéndose el efecto de vacío en el extremo del conducto, esta acción logra "ue este sombrero tenga un alto índice de efectividad, proporcional a la velocidad del viento funcionando en forma óptima con la ms leve brisa. -ste tipo de sombrero es especial para !onas muy ventosas como gran parte de nuestro territorio nacional. Largas pruebas fueron reali!adas para conseguir efectividad ante condiciones climticas adversas.
&ombrero 3enturi
2ibliogra$ía)
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Jilliarium.(+E.Cálculo de pérdidas de carga en tuberías. ecuperado de8#ttp8??@@@.miliarium.com?2rontuario?Jedio7mbiente?7guas?2erdida9arga.asp Loai!a &.(+EE). Válvula de globo. ecuperado de8 #ttp8??es.slides#are.net?saulolaf?vlvula'de'globo -cued. Características de las válvulas de bola. ecuperado de8 #ttps8??@@@.ecured.cu?3B9B7ElvulaCdeCbola -cued. Características de las válvulas de compuerta. ecuperado de8 #ttps8??@@@.ecured.cu?3B9B7ElvulaCdeCcompuerta fluidos.eia.edu.co ipos de placas orificio. ecuperado de8 #ttp8??fluidos.eia.edu.co?#idraulica?articuloses?medidores?pCorificio?tiposB+de B+placas.#tm Aripod.ubo Venturi. ecuperado de8 #ttp8??maxventuri.tripod.com?aplicaciones.#tml $fuentessg. (+EH) ubo de Venturi. ecuperado de8 #ttp8??@@@.monografias.com?traba$osH?tube?tube.s#tml Jott, obert. L, > Mecánica de fluidosK 2rentice 5all, Hta edición, Jéxico, +H. Ouía para seleccionar y dimensionar vlvulas de control. pfd
