PÉRDIDA DE CARGA ENSAYO

PÉRDIDA DE CARGA

La perdida de carga en una tubería o canal, es la pérdida de energía dinámica del fluido debida a la fricción de las partículas del fluido entre sí y contra las paredes de la tubería que las contiene.

Pueden ser continuas, a lo largo de conductos regulares, o accidental o localizada, debido a circunstancias particulares, como un estrechamiento, un cambio de dirección, la presencia de una válvula, etc.

Pérdida de carga en conducto rectilíneo

Si el flujo es uniforme, es decir que la sección es constante, y por lo tanto la velocidad también es constante, el Principio de Bernoulli, entre dos puntos puede escribirse de la siguiente forma:

[pic 1]

donde:

• [pic 2]= constante gravitatoria;
• [pic 3]= altura geométrica en la dirección de la gravedad en la sección [pic 4]ó [pic 5];
• [pic 6]= presión a lo largo de la línea de corriente;
• [pic 7]= densidad del fluido;
• [pic 8]= perdida de carga; [pic 9]; siendo [pic 10]la distancia entre las secciones 1 y 2; y, [pic 11]el gradente o pendiente piezométrica, valor que se determina empíricamente para los diversos tipos de material, y es función del radio hidráulico y de la rugosidad de las paredes y de la velocidad media del agua.

Expresiones prácticas para el cálculo

Para tubos llenos, donde [pic 12], la fórmula de Bazin se transforma en:

[pic 13]

Los valores de [pic 14]son:

• 0.16 para tubos de acero sin soldadura
• 0.20 para tubos de cemento 
• 0.23 para tubos de hierro fundido 

Simplificando la expresión anterior para tubos de hierro fundido:

[pic 15]

La fórmula de Kutter, de la misma forma se puede simplificar:

Con m = 0.175; [pic 16]

Con m = 0.275; [pic 17]

Con m = 0.375; [pic 18]

Pérdidas de carga localizadas

Las pérdidas de cargas localizadas o accidentales se expresan como una fracción o un múltiplo de la llamada "altura de velocidad" de la forma:

[pic 19]

Donde:

• [pic 20]= pérdida de carga localizada;
• [pic 21]= velocidad media del agua, antes o después del punto singular, conforme el vaso;
• [pic 22]= Coeficiente determinado en forma empírica para cada tipo de punto singular

PERDIDAS DE CARGAS EN DINAMICA DE FLUIDOS

[pic 23]

Consecuencia del movimiento de un fluido viscoso de un fluido viscoso de viscosidad dinámica,, densidad, , con una velocidad característica, U, en un conducto de longitud L y diámetro D de rugosidad de pared, . Las caídas de presión producidas en el conducto horizontal entre los tramos 1 y 2 (1, como consecuencia de los efectos de la viscosidad, se pueden expresar como:[pic 27][pic 24][pic 25][pic 26]

Son las perdidas de carga entre los puntos 1 y 2.

Realizando el análisis dimensional del problema se puede expresar de la forma:

[pic 28]

Experimentalmente se ha visto que la dependencia con L/D es lineal, de modo que tenemos:[pic 29]

donde f es el factor de fricción que depende del numero de Reynolds, Re = U D=v, y de la

rugosidad relativa,. Dicho factor de fricción viene representado en el denominado diagrama de Moody de la figura 2.[pic 30]

[pic 31]

Pérdida de cargas secundarias

Las pérdidas de carga secundarias, producidas en zonas localizadas de los conductos, se expresan en forma adimensional por el denominado coeficiente de pérdidas, K:

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