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CALCULO EN TUBERIAS...., Diapositivas de Mecánica de Fluidos

DIAPOSITIVAS BREVES DE UN TEMA DE FLUIDOS

Tipo: Diapositivas

2019/2020

Subido el 03/04/2020

yessenia-milagros
yessenia-milagros 🇵🇪

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CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS DE
CARGA
Para calcular las pérdidas de carga en una conducción se suele utilizar la ecuación de Fanning, que
expresada en términos de altura es la siguiente:
donde:
H es la pérdida de carga en metros de columna de líquido (m.c.l.)
f es un coeficiente de fricción adimensional
L es la longitud de la tubería, m
d es el diámetro interior de la tubería, m
v es la velocidad del fluido, m/s
g es la aceleración de la gravedad (9.81 m/s2)
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CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS DE

CARGA

Para calcular las pérdidas de carga en una conducción se suele utilizar la ecuación de Fanning, que expresada en términos de altura es la siguiente: donde: H es la pérdida de carga en metros de columna de líquido (m.c.l.) f es un coeficiente de fricción adimensional L es la longitud de la tubería, m d es el diámetro interior de la tubería, m v es la velocidad del fluido, m/s g es la aceleración de la gravedad (9.81 m/s2)

CAUDAL VOLUMÉTRICO

El caudal volumétrico [m3 /h o m3 /s] se calcula mediante la densidad [kg/m3 ] y el caudal másico [t/h o kg/s, según el fluido]: Caudal volumétrico = Caudal másico / densidad. El caudal másico se expresa en t/h para el agua y el vapor de agua mientras que para el resto de fluidos se expresa en kg/s.

DIÁMETRO NOMINAL

A partir del caudal volumétrico, para el cálculo de tuberías propone un diámetro nominal tal que asegure que la velocidad final del fluido esté dentro de las prácticas habituales en ingeniería, con el objetivo de controlar el ruido. Sin embargo el usuario será capaz de modificar este diámetro con tal de conseguir mayor o menor velocidad, variar el valor del mínimo espesor requerido para ahorrar costes, optimizar la pérdida de carga, etc.

CÁLCULO ESPESOR MÍNIMO, E [MM]

Cálculo del espesor según la normativa DIN

  • Para Do/Di ≤ 1,7: En este momento, el diámetro interior (Di) no es un valor conocido, así que se supondrá Do/Di ≤ 1,7, ya que es lo más habitual, y se procederá a los cálculos siguientes con esta suposición. Una vez se haya seleccionado la tubería normalizada correspondiente al espesor mínimo calculado, se verificará esta comprobación con el Di de dicha tubería.
  • (^) Cálculo del espesor según la normativa ANSI Donde: -tm, espesor mínimo de pared [mm]. -P, presión de diseño [kPa]. -Do, diámetro exterior [mm].
    • SE, tensión admisible del material, debida a la presión interna [kPa].
    • y, coeficiente que depende del material y la temperatura de diseño

VELOCIDAD

Conociendo el diámetro interior (Dint) según normativa, y con el caudal volumétrico (qv), se calcula la velocidad (u) mediante la siguiente fórmula: Donde:

  • u, velocidad [m/s]
  • qv, caudal volumétrico [m3 /s]
  • Dint, diámetro interno [m] Esta velocidad no podrá ser superior a la velocidad máxima admisible para cada fluido.
  • (^) Pérdida de carga total para fluidos compresibles.

POTENCIA DE BOMBA

  • (^) Mediante la pérdida de carga total, se calcula la potencia de bomba [kW] requerida para hacer frente a esta pérdida de carga. El rendimiento de la bomba puede ser introducido por el usuario o propuesto por la aplicación. Donde:
  • 𝑚̇, caudal másico [kg/h], caudal másico [kg/h]
  • ΔP, pérdida de carga [bar] - ρ, densidad [kg/m3 ]P, pérdida de carga [bar] - ρ, densidad [kg/m3 ]
  • η, rendimiento [%] Si el usuario no introduce el rendimiento de la bomba, este se calcula mediante: η = 60 %, para otros valores de Q. Donde:
    • Q, caudal volumétrico [m3 /h]