Fenomenos de trasporte, ejercicios pérdidas en tuberias

EJERCICIOS 

1.- Estimar las pérdidas por fricción en una tubería que circula 0,01 m3/s de agua, de una longitud de 1000m de hierro fundido nueva de 6 cm de diámetro, una válvula globo, 2 codos redondeados de 90 y dos codos en curva de 45°C.

calculando las pérdidas primarias:

Cálculo del área:

A= πD22=π0.0622=28.27 x 10-4 m2

Cálculo de la velocidad:

𝑄 = V ∗ 𝐴

v= 0.01 m3/s28.27 x 10-4 m2 = 3.54 m/s

Cálculo del número de Reynolds:

Re=100kgm3 x  3.54ms x 0.06m 0.001003kgm x s

                                         𝑅𝑒 = 211603.19 régimen turbulento

rugosidad relativa:

         [pic 1] 

Ahora calculamos el coeficiente de rozamiento con la gráfica de Moody, donde obtenemos el valor de  

𝑓 = 0.0293

pérdida de carga:

[pic 2]

hr=0.0293 x1000m0.06m x  (3.54 m/s)22(9.81m/s2)

𝒉𝒓 = 𝟑𝟏𝟑. 𝟓6 𝒎

Cálculo de pérdidas para una válvula de globo:

Según el nomograma la 𝐿𝑒 = 20 𝑚 

               [pic 3]

hr=0.0293 x20m0.06m x  (3.54 m/s)22(9.81m/s2)

𝒉𝒓 = 𝟔. 𝟐8 𝒎

Cálculo de pérdidas para dos codos redondeados de 90:

Según el nomograma la 𝐿𝑒 = 1.9 𝑚 

               [pic 4]

hr=2 x 0.0293 x1.9m0.06m x  (3.54 m/s)22(9.81m/s2)

𝒉𝒓 = 𝟏. 20 𝒎

Calculo de pérdidas para dos codos en curva de 45°C:

Según el nomograma la 𝐿𝑒 = 0.88 𝑚 

[pic 5]

hr=2 x 0.0293 x0.88m0.06m x  (3.54 m/s)22(9.81m/s2)

𝒉𝒓 = 𝟎. 𝟓𝟓 𝒎

2.- Estimar las pérdidas por fricción en una tubería que circula agua, con un caudal de 0,008 m3/s de una longitud 1300 m de hierro galvanizado de 4 cm de diámetro, una válvula globo, una válvula angular, y 2 codos redondeados de 90°.           

Solución:

pérdidas primarias:

Cálculo del área:

[pic 6]

Cálculo de la velocidad:

𝑄 = V ∗ 𝐴

[pic 7]

[pic 8]

Cálculo del número de Reynolds:

[pic 9]

𝑅𝑒 = 253814.56 (régimen turbulento)

rugosidad relativa:

[pic 10]

Ahora calculamos el coeficiente de rozamiento con la gráfica de Moody, donde obtenemos el valor de  

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