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Movimiento Uniforme en Tuberías y Canales




Enviado por Pablo Turmero



Partes: 1, 2


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    EFECTOS DE VISCOSIDAD
    donde:

    ? = Esfuerzo Cortante

    µ = Coeficiente de Viscosidad Dinámica

    u = Velocidad

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    En tuberías:
    Re = VD/?

    Donde: V = Velocidad media
    D = diámetro de la tubería
    ? = Coeficiente de viscosidad c.

    Si: Re < 2100 ? F. Laminar.
    Si: Re > 4100 ? F. Turbulento.
    Numero de Reynold

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    En Canales:

    Re = VR/?
    Donde: V = Velocidad media
    R = Radio Medio Hidráulico= A/P
    ? = Coeficiente de viscosidad c.

    Si: Re < 500 ? F. Laminar.
    Si: Re > 3000 ? F. Turbulento.

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    NUMERO DE FROUDE (FR)

    FR = V/(vLg)

    L = A/T

    Si: FR < 1 ? F. lento o Subcrítico
    Si: FR > 1 ? F. Torrencial o Super crítico
    Si: FR = 1 ? F. Crítico
    Efectos de gravedad

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    Efectos de la Edad en tuberia
    La Rugosidad absoluta varía con los años debido a que las paredes se dañan por los efectos corrosivos del fluido o porque se pegan en las paredes de conducción sustancias químicas que transporta el fluido, la experiencia demuestra que la rugosidad es lineal.
    K = Ko + at
    a = Intensidad de variación t = tiempo en años

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    Pequeña 0.012
    Mediana 0.038
    Apreciable 0.12
    Severa 0.38
    Intensidad a (m/año)

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    Es una formula semi-empirica, es válida para:
    Flujo turbulento con Superficie Hidráulicamente Rugosa
    Diámetros > 2”
    Velocidades < 3m/seg.

    Formula de Hazen y Williams

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    Q = 0.000426CHD2.63S0.54

    Donde:
    Q ? lts/seg.(Caudal)
    CH ? Pie 1/2/seg. (Coeficiente de
    Hazen y Williams)
    S ? hf /L = mt/km (pendiente)
    D ? en Pulgadas (diámetro)

    Formula de Hazen y Williams

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    1/8” ¼” 3/8” ½” ¾”
    1” 1 ¼” 1 ½” 2” 2 ½”
    3” 3 ½” 4” 5” 6”
    8” 10” 12” 14” 16”
    18” 24” 30”
    Diámetro Comercial de Tuberías

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    TUBERIAS NO CIRCULARES
    Cuando se tiene tuberías no circulares se usa el diámetro equivalente

    Deq. = 4R

    Deq = Diámetro equivalente
    R = Radio medio hidráulico

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    En el diseño de un sistema hidráulico se debe hacer un análisis económico para minimizar costo, estos costos son:
    Costo de mantenimiento = C.M.
    Costo de Operación = C.O.
    Costo de Instalación = C.I.

    Costo Total = C.M. + C.O. + C.I.
    DIAMETRO ECONOMICO

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    A mayor diámetro ? Mayor C.I.- A mayor diámetro ? Menor C.O.- Costo de Mantenimiento es Constante.

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    Perdida por tuberías filtrantes
    x dx

    Qi Q Qs
    q
    L
    q = Caudal de salida por unidad de longitud ( m3/seg/m)

    hf = (kL/3)( QiQs + Qi2 + Qs2)
    Tuberías Filtrantes

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    FLUJO TURBULENTO

    EXISTE INTERCAMBIO DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO DE PARTICULAS
    ?h = (µ + ?)dVh/dh

    SE TRASPORTA CANTIDAD DE MOVIMIENTO TRANSVERSALES A LAS LINEAS DE CORRIENTE DEL FLUJO MEDIO INCREMENTANDOSE EL ESFUERZO CORTANTE

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    LONGITUD DE MEZCLA
    ES LA LONGITUD PROMEDIO QUE RECORRE LAS PARTICULAS FLUIDAS HASTA INTERCAMBIAR COMPLETAMENTE SU CANTIDAD DE MOVIMIENTO

    .
    l
    .

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    VON KARMAN
    ENCUENTRA EL VALOR DE l, QUE DEPENDE DE LA DISTANCIA A LA FRONTERA SOLIDA
    l = xh

    X = constante

    X = 0.4 ( FLUIDOS SIN SEDIMENTOS)

    h

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