Tuberías de Sección No Circular

TUBERÍAS DE SECCIÓN NO CIRCULAR

Para la aplicació aplicación n correspondi correspondiente ente al caso de tuberías tuberías circulare circulares. s. Obtuvimos Obtuvimos ecuaciones ecuaciones del coeficiente f de Darcy en función del diámetro. Sin embargo, en algunos casos, se presentan tuberías (conductos a presión) de sección diferente a la circular, como por eemplo cuadradas, rectangulares, ovales, etc. Si tomamo tomamos s como como eempl eemplo o una sección sección rectan rectangul gular ar vemos vemos !ue el esfuer esfuer"o "o de corte corte no es constante en todo el contorno. #llí donde el gradiente de velocidades es muy grande el corte será mayor al valor medio. $ambi%n $ambi%n debe tenerse presente !ue en secciones diferentes de las circulares es fácil !ue apare"can corrientes secundarias transversales. &videntemente !ue nuestra ecuación fundamental para la determinación del coeficiente f de Darcy

$endría $endría !ue ser ampliada de modo de incluir tambi%n el factor 'forma de sección

Sin embargo, los errores !ue se pueden cometer en la determinación de la rugosidad tienen una influencia mayor !ue la !ue resulta de ignorar el factor forma.  #ceptaremos !ue en tuberías no circulares la p%rdida de carga puede calcularse con la fórmula de Darcy. Para esto se debe introducir dentro de la formula el concepto de radio idráulico, tal como se i"o en la deducción de la fórmula &l radio idráulico de una sección circular es  D/ 4. De acá !ue la ecuación de Darcy se transforma en

Para ara el cálcu cálculo lo de  f se seguir seguirá á el mismo mismo proced procedimi imient ento o !ue en las tuberí tuberías as circul circulare ares, s, considerando

Por e*tensió e*tensión n se aplica aplican n los los ábacos ábacos y fórmul fórmulas as de las tuberí tuberías as circul circulare ares, s, siempr siempre e !ue las secciones no se aparten demasiado de la forma circular. &n la primera parte de este capítulo se obtuvo la ecuación de f en tuberías lisas (ecuación +-+), partiendo de la ecuación ++. Si !uisi%ramos obtener una e*presión análoga a la +-+, pero para un canal muy anco, abría !ue partir de la ecuación + y se llegaría a

/alculo del radio. &n los casos de un conducto circular lleno, las características del de la trayectoria del fluo es el diámetro interior. Sin embrago mucos problemas prácticos de mecánica de fluidos implica el fluo en secciones transversales no circulares. 0as seccione circulares no trasversales pueden ser conductos cerrados completamente llenos o canales abiertos, una de cuyas superficies está e*puesta a la atmosfera local. &stos tipos son bastante diferentes uno del otro. Secciones completamente llenas &n la figura se presentan secciones transversales típicas no circulares cerradas. 0as secciones mostradas podrían representar (a) un intercambiador de casco y tubo,(b) y (c) ductos de distribución y (d) trayectoria de fluo dentro de una má!uina.

0a dimensión característica de las secciones transversales no circulares se conoce como radio idráulico 1, definido como el cociente del área neta de la sección trasversal de una corriente de fluo entre el perímetro moado, P2, de la sección esto es3