Implicaciones De La Ciencia Y La Tecnologia

Circulación del agua[editar]

En estas redes se trata de conseguir que las tuberías sean capaces de llevar un cierto caudal, a una velocidad limitada (generalmente para evitar ruidos por las turbulencias) lo que exige aplicar una cierta energía en el sistema, energía que depende de las condiciones de circulación y de la red.

Para que el agua circule entre dos puntos, desde un punto inicial a un punto final, debe existir entre estos dos puntos una diferencia de energía.

Esta diferencia de energía debe igualarse a la energía necesaria para:

Vencer el rozamiento debido a la rugosidad de la tubería

Mantener o no los efectos de la viscosidad del líquido, sin importar el régimen (laminar, transicional o turbulento)

Para evaluar la energía necesaria han de conocerse las propiedades físicas intrínsecas del fluido en cuestión, así como una serie de características que han de aplicarse a su circulación por la red o circuito, tales como:

Régimen de funcionamiento (régimen laminar, régimen transicional o régimen turbulento)

Caudal circulante, volumen de agua sobre unidad de tiempo (energía por velocidad dinámica)

Presión interna (energía de presión)

Velocidad de circulación (energía cinética)

Energía por posición (energía potencial)

Relaciones básicas[editar]

El cálculo del caudal de agua viene expresado por la ecuación de continuidad:

Q = v \cdot A

donde:

Q es el caudal (m³/s)

v es la velocidad (m/s)

A es el área de la sección transversal de la tubería (m²)

El cálculo de caudales se basa en el Principio de Bernoulli que, para un líquido que fluye en un conducto sin rozamiento, se expresa como:

z + \frac{v^2}{2g} + \frac{P}{\rho g} = constante

donde:

z es el valor de posición del líquido (de su centroide), respecto a un sistema de coordenadas. Se le conoce también como altura de posición.

g es el valor de la aceleración de la gravedad.

{\rho} es el valor de la densidad del líquido.

P es el valor de la presión del líquido confinado dentro de la tubería.

Es importante tener en cuenta que esta ecuación es válida tanto para presiones absolutas (la presión en un punto del fluido, más la presión atmosférica), como para presiones relativas (solamente la presión en el punto del fluido sin considerar la presión atmosférica). Como en los circuitos que se suelen estudiar, las diferencias de altura son relativamente reducidas, puede considerarse que la presión atmosférica es constante y generalmente se usa utilizando presiones relativas.

Se aprecia que los tres sumandos son, dimensionalmente, una longitud, por lo que el principio normalmente se expresa enunciando que, a lo largo de

...