informe de la practica de laboratorio tuberías en serieDescripción completa
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informe de la practica de laboratorio tuberías en serieFull description
Análisis de la aproximación de una curva mediante serie de Fourier. Codificación en Matlab de la curva y de la aproximación a la curva mediante serie de Fourier
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Descripción: Tuberias en Serie Final
Laboratorio de física 3 Universidad Nacional de ColombiaDescripción completa
trabajo para presentar en análisis de fluidosDescripción completa
Laboratorio de ingeniería mecánicaDescripción completa
Descripción: Asesino en Serie
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circuitos de corriente directaDescripción completa
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Sistemas de tuberías en Serie.Las tuberías en serie son aquel conjunto de tuberías que forman parte de una misma conducción y que tienen diferente diámetro.
Para obtener una solución al problema se deben considerar lo siguiente: •
Continuidad:
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Velocidad media:
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Balance de energía:
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actor de fricción: !oody: Ejemplos de aplicación: " tanques están conectados por una tubería que tiene #$ de diámetro en los primeros #m. y %$ en los &'. (estantes. La embocadura es con bordes agudos y el cambio cambio de de sección es brusco. La diferencia de ni)el entre las superficies libres de ambos estanques es de #m. La tubería es de fierro fundido* nue)o. La temperatura temperatura del del agua agua es es de "+,C. Calcular el gasto. Calcular cada una de las p-rdidas de carga. La ecuación de energía es:
e la ecuación de continuidad se obtiene: (eempla/ando los )alores conocidos: )alores conocidos:
Por tratarse de una tubería de fierro fundido* que conduce agua podríamos suponer inicialmente e puede tener una idea apro0imada de este )alor calculando las rugosidades relati)as y obser)ando el )alor de para turbulencia plenamente desarrollada. 1l objeti)o de esta suposición es obtener el orden de la magnitud del )alor reempla/ando se obtiene* Lo que significa: Considerando que para "+,C* la )iscosidad cinemática es Los n2meros de reynolds son: 3 las rugosidades relati)as:
Para la rugosidad absoluta se 4a tomado el )alor +.+++"'m. el diagrama de !oody se obtiene que: 1stos )alores difieren ligeramente del que 4abíamos supuesto* usando estos )alores calculamos un nue)o )alor para las )elocidades Luego se calculan los )alores de (eynolds y los )alores de f. se obtienen )alores iguales a los supuestos. Por lo tanto. Verificación de la ecuación de energía:
1nergía total #.+&metros.
Sistema de tuberías en paralelo.-
1l caudal total que se quiere transportar se di)ide entre las tuberías e0istentes y que la p-rdida de carga en cada una de ellas es la misma.
Las ecuaciones que definen el sistema: •
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Continuidad: Velocidad media: Balance de energía:
5ubería &: 5ubería ": 5ubería 6: Como pa = Pb = 0 7 Va = Vb = 0 7 za - zb = Ht
actor de fricción: !oody*
Ejemplo de aplicación: Para un sistema de dos tuberías en paralelo se dispone de los siguientes datos:
1l gasto total es de &++ litros8segundo. Calcular el gasto en cada una de las tuberías. Por ser tuberías en paralelo la perdida de carga debe ser la misma en ambas:
e donde:
9e llega así a un sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas: 9e obtiene finalmente:
Sistemas de tuberías ramificadas.tro sistema de tuberías que es muy com2n de encontrar es el problema de depósitos m2ltiples.
;plicando balance de energía entre los estanques* se tiene que: < 1ntre a y c: < 1ntre a y b:
si
< 1ntre b y c: si ;demás* aplicando Continuidad en el nodo d: < 9i < 9i inalmente* no se debe ol)idar la relación del factor de fricción. =asto en Camino >=asto distribuido?. 9istema 4idráulico en el cual el caudal* o gasto* se reparte a lo largo de su recorrido. 9ea un elemento de tubería como el que se muestra en la figura.
;plicando la ecuación de Continuidad a la tubería* se tiene que: ;sí* el gasto que entra al elemento de )olumen es: 9e sabe que la ecuación de arcy < @eisbac4 para una tubería de iguales dimensiones y que no entrega gasto distribuido y donde circula A es:
ónde: A: caudal de diseo: es aquel caudal que circularía por una tubería que no entrega gasto en camino* de material y dimensiones id-nticas a las que entrega gasto y con igual p-rdida de carga. Por otro lado* la p-rdida de carga en el elemento de )olumen es: (eempla/ando >"?: ntegrando sobre toda la tubería:
e >&?:
y reempla/ando en >D?:
gualando las e0presiones >6? y >'?:
(eempla/ando >&? en >#?:
1n la práctica:
edes.Las redes son un conjunto de tuberías unidas entre sí y que tienen por objeto transportar un fluido desde uno o más orígenes 4asta uno o más destinos. 10isten di)ersos tipos de redes: edes abiertas.
1ste tipo de sistema es muy económico* se a4orra en cantidad de tubería para poder llegar a todos los puntos de demanda* pero a la )e/ tienen una gran des)entaja: es poco seguro* ya que si la red se corta* por ejemplo en E* se produce un problema de abastecimiento en el tramo posterior. 1ste tipo de red se utili/a frecuentemente para abastecer lugares lejos de la>s? fuente>s?. edes cerradas.
1ste tipo de red* si bien es menos económica que la red abierta* presenta una )entaja muy importante* su seguridad* se puede aislar un sector* o circuito interno* sin dejar sin agua el resto del sistema.
edes mi!tas.
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1s un sistema que conecta o re2ne* sistemas abiertos y cerrados. 1n general* para el abastecimiento de agua se utili/an mallas cerradas. Fn diseo efica/ de una red de agua debe considerar m2ltiples factores* como caudal a transportar* presiones adecuadas y diámetros mínimos. ; continuación se enumeran las consideraciones de diseo más importantes: emanda de agua G f >cantidad de población* tipo de industrias? otación para el consumo dom-stico: entre "++ y 6++ l84ab8día. (ango óptimo de alturas de presión en /onas residenciales: "H < 6' mca. Límites de presión en 4ogares: mínima: "+mca. !á0ima: #+ mca. (ango óptimo de )elocidades: +.# m8s < &." m8s. ;ltura de presión mínima en grifos de bomberos: "+ mca. ;ltura de presión mínima en unión domiciliaria: D mca. 5uberías comerciales de I' mm de diámetro o más: I' < &++ < &"' < &'+ < "++ < "'+ < 6++ < 6'+. Las condiciones 4idráulicas básicas en la aplicación del m-todo de Cross son:
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&? Por continuidad de gastos* la suma algebraica de los flujos de las tuberías que se re2nen en un nodo es cero. "? Por continuidad de energía* la suma algebraica de todas las p-rdidas de energía en cualquier circuito cerrado o malla dentro del sistema* es cero. 9uponiendo conocidas las características de la red >* L* material?* los caudales entrantes al sistema y los caudales salientes de -l* entonces lo que se requiere conocer son los caudales que circulan por cada una de las tuberías de la malla. Procedimiento: ada una malla cerrada* como la que se muestra en la figura:
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&? i)idir la red cerrada en un n2mero tal de circuitos cerrados que asegure que cada tubería está incluida* al menos* en un circuito. "? Conocidos los caudales que entran y salen* atribuir caudales 4ipot-ticos Aa a las di)ersas tuberías del sistema* de tal manera que se cumpla la ecuación >6.6?. 6? Calcular el )alor de p-rdida de carga en cada tubería de acuerdo a la e0presión >6."?. D? eterminar la suma algebraica de las p-rdidas de carga en cada circuito y )erificar si se cumple >6.D?. Por lo general* en las primeras iteraciones esto no se cumple. '? eterminar el )alor:
Para cada circuito cerrado. #? eterminar el caudal de corrección* >A* que se debe aplicar a cada flujo supuesto en los circuitos. 9e tiene que:
Para un circuito:
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I? Corregir los gastos con: Jotar que para una tubería que forma parte de " mallas* se corrige por los dos circuitos. H? (epetir el proceso 4asta obtener una con)ergencia adecuada.
"onclusión.-
1l conocer el comportamiento de los fluidos a tra)-s de tuberías es de gran importancia* ya que gracias a este comportamiento podemos definir cuáles son las p-rdidas de carga que se producirán durante su paso* ya sean perdidas locales o por fricción.
#iblio$rafía.• •
;/e)edo Jeto y ;costa >&%I#?. !anual de Kidráulica. !c =ra Kill. =iles >&%H+?. !ecánica de fluidos e 4idráulica. 9erie 9c4aum. !c =ra Kill.
Perdidas de ener$ía por fricción.-
La ecuación de arcy marca las p-rdidas por fricción* KL* tanto en r-gimen laminar como turbulento.
%&'()*+, E+)V%E'*E
%a tensión cortante en la pared de la tubería.-
La tensión cortante en la pared de la tubería:
La tensión cortante )aría a lo largo de una sección recta:
La )elocidad de corte o de fricción* v E se e0presa como: