FLUJO EN CAÑERÍAS
PREGUNTAS FRECUENTES EN FLUJO EN CAÑERÍAS
¿Por dónde empiezo?
¿Te piden caudal, velocidad, presión, fuerza, potencia o pérdidas?
¿Hay una entrada y una salida, o varias secciones?
¿El flujo es estacionario o transitorio?
¿Te dan diámetro, longitud, rugosidad o viscosidad?
¿Tenés que calcular Reynolds, factor de fricción o pérdida de carga?
¿Hay bomba o turbina?
¿Qué datos te dan? Área, diámetro, longitud, velocidad, caudal, presión, altura, densidad, viscosidad, rugosidad y gravedad.
Qué fórmulas tenés que tener presentes
1. Continuidad
En régimen estacionario:
caudal másico que entra = caudal másico que sale
Caudal másico:
m punto = densidad × área × velocidadCaudal volumétrico:
Q = área × velocidad
2. Energía
Bernoulli extendida:
presión/(densidad·g) + altura + velocidad²/(2g) + altura de bomba - altura de turbina - pérdidas = constante
3. Pérdidas por fricción
Pérdida de carga distribuida:
h_f = f × (L/D) × (V²/(2g))
donde:
f es el factor de fricción
L es la longitud de la cañería
D es el diámetro
V es la velocidad media
4. Número de Reynolds
Re = (densidad × velocidad × diámetro) / viscosidad dinámica
o también:
Re = (velocidad × diámetro) / viscosidad cinemática
Esto te permite identificar el régimen del flujo.
5. Rugosidad relativa
rugosidad relativa = e / D
donde:
e es la rugosidad absoluta
D es el diámetro interno de la cañería
6. Gráfico de Moody
El gráfico de Moody se usa para obtener el factor de fricción f a partir de:
número de Reynolds
rugosidad relativa
Qué tenés que mirar en el gráfico de Moody
Calculás Reynolds.
Calculás rugosidad relativa e/D.
Ubicás Reynolds en el eje horizontal.
Buscás la curva correspondiente a la rugosidad relativa.
Leés el factor de fricción f.
Con ese valor calculás la pérdida de carga.
Regímenes que tenés que reconocer
Laminar: Reynolds bajo
Transición: zona intermedia
Turbulento: Reynolds alto
En laminar, el factor de fricción se puede obtener con fórmula.
En turbulento, normalmente se usa el gráfico de Moody o ecuaciones equivalentes.
Ejercicios resueltos de Análisis Integral aplicados a volúmenes de control: continuidad, cantidad de movimiento y energía.
En este tema también trabajamos régimen laminar y turbulento, número de Reynolds, pérdidas por fricción, rugosidad relativa y uso del gráfico de Moody.
Aprendé a resolver paso a paso los problemas más frecuentes de caudal, presión, velocidad, pérdidas de carga, bombas, turbinas y fuerzas en cañerías.
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TEORÍA DE FLUJO EN CAÑERÍAS
FLUIDOS- FLUJO EN CAÑERIA TEORIA
PROCESO DE ITERACIÓN EN CAÑERIAS
FLUIDOS- FLUJO EN CAÑERIAS- ITERACION
EJERCICIO DE PARCIAL RESUELTO EN HOJA
Una bomba con un rendimiento del 70 por 100 transporta agua a 20 °C de un depósito a otro 20 ft más alto, como se muestra en la Figura P6.102. El sistema de tuberías consiste en un tubo de 2 in y 60 ft de longitud fabricado en hierro galvanizado, una entrada que sobresale, dos codos roscados de gran radio a 90°, una válvula de compuerta abierta y una salida con aristas vivas. ¿Cuál es la potencia que se debe suministrar a la bomba, con y sin un difusor cónico de 6° añadido a la salida? El caudal es de 0,4 ft³/s.
EJERCICIO DE PARCIAL RESUELTO EN VIDEO
Un ventilador suministra 3000 m³/h al sistema de conductos de la Figura P6.117. Cada conducto es de sección cuadrada, con lados a₁ = a₃ = 20 cm y a₂ = a₄ = 12 cm. Todos están fabricados de acero. Suponiendo condiciones a nivel del mar, estime la potencia que necesita el ventilador si éste tiene un rendimiento del 75 por 100. Desprecie las pérdidas localizadas.
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