Modelo Hidraulico

COEFICIENTE DE PÉRDIDAS MENORES (K)

MECANICA DE FULIDOS

DANIEL EDUARDO PEDROZA

170540

ING. MARIA ANGELICA ALVAREZ

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER

OCAÑA

2012

COEFICIENTE DE LAS PÉRDIDAS MENORES

La pérdida de carga que tiene lugar en una conducción representa la pérdida de energía de un flujo hidráulico a lo largo de la misma por efecto del rozamiento.

Una de las fórmulas más exactas para cálculos hidráulicos es la de Darcy-Weisbach. Sin embargo por su complejidad en el cálculo del coeficiente "f" de fricción ha caído en desuso. Aún así, se puede utilizar para el cálculo de la pérdida de carga en tuberías de fundición. La fórmula original es:

h = f *(L / D) * (v2 / 2g)

En función del caudal la expresión queda de la siguiente forma:

h = 0,0826 * f * (Q2/D5) * L

En donde:

 h: pérdida de carga o de energía (m)

 f: coeficiente de fricción (a dimensional)

 L: longitud de la tubería (m)

 D: diámetro interno de la tubería (m)

 v: velocidad media (m/s)

 g: aceleración de la gravedad (m/s2)

 Q: caudal (m3/s)

El coeficiente de fricción f es función del número de Reynolds (Re) y del coeficiente de rugosidad o rugosidad relativa de las paredes de la tubería (εr):

f = f (Re, εr); Re = D * v * ρ / μ; εr = ε / D

Prandtl y Von-Karman (1930). Amplían el rango de validez de la fórmula de Blasius para tubos lisos:

1 / √f = - 2 log (2,51 / Re √f )

Naurase (1933) propone una ecuación válida para tuberías rugosas:

1 / √f = - 2 log (ε / 3,71 D)

Colebrook-White (1939) agrupan las dos expresiones anteriores en una sola, que es además válida para todo tipo de flujos y rugosidades. Es la más exacta y universal, pero el problema radica en su complejidad y en que requiere de iteraciones:

1 / √f = - 2 log [(ε / 3,71 D) + (2,51 / Re√f )]

VALORES DEL COEFICIENTE K EN PÉRDIDAS SINGULARES:

Accesorio k

Válvula de globo, completamente abierta 10.0

Válvula en ángulo, completamente abierta 5.0

Válvula de cheque, completamente abierta 2.5

Válvula de compuerta, completamente abierta 0.2

Válvula de compuerta,

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