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Calculo de caudal y potencia en tuberías: Ejemplos con datos, Ejercicios de Mecánica

En este documento se presentan ejemplos prácticos de cómo calcular el caudal y la potencia en tuberías, utilizando datos específicos de longitud, diámetro, diferencia de nivel y coeficientes de pérdidas menores. Se incluyen dos casos: uno para calcular el caudal de agua que fluye a través de una tubería pvc y otro para determinar el diámetro necesario de una tubería de acero para generar 800 kw en una central hidroeléctrica.

Tipo: Ejercicios

2020/2021

Subido el 02/11/2021

karen-yamile-baquero-pardo
karen-yamile-baquero-pardo 🇨🇴

4.7

(3)

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bg1
COMPROBACION DE TUBERIAS
DATOS
Ø0.2mH Ks /d hf v hfi+1
L430m m (-) (m) (m/s) (m) (m)
H37.2m37.2 0.00750000 37.2000 3.1329 33.2480 3.9520
Ks 0.0015m37.2 0.00750000 33.2480 2.9615 33.6685 3.5315
hm 7.9 37.2 0.00750000 33.6685 2.9802 33.6238 3.5762
g9.81m/s2 37.2 0.00750000 33.6238 2.9782 33.6286 3.5714
p998.2kg/m3 37.2 0.00750000 33.6286 2.9784 33.6280 3.5720
µ0.001005Pa/s 37.2 0.00750000 33.6280 2.9784 33.6281 3.5719
ʋ0.000001007m2/s 37.2 0.00750000 33.6281 2.9784 33.6281 3.5719
37.2 0.00750000 33.6281 2.9784 33.6281 3.5719
37.2 0.00750000 33.6281 2.9784 33.6281 3.5719
37.2 0.00750000 33.6281 2.9784 33.6281 3.5719
37.2 0.00750000 33.6281 2.9784 33.6281 3.5719
37.2 0.00750000 33.6281 2.9784 33.6281 3.5719
37.2 0.00750000 33.6281 2.9784 33.6281 3.5719
37.2 0.00750000 33.6281 2.9784 33.6281 3.5719
37.2 0.00750000 33.6281 2.9784 33.6281 3.5719
RESULTADOS
ƒ
hf 33.6281 m
hm 3.5719 m
v2.9784 m/s
SE CALCULA EL CAUDAL QUE PASA A TRAVES DE LA TUBERIA
Q0.0936 m3/s
Q93.57 l/s
Calcule el caudal de agua que fluye a través de una tubería de PVC (ks=0.0015) desde un tanque de almacenamiento hasta un tanque floculador. La
tubería tiene una longitud de 430 m y un diámetro de 200 mm. La diferencia de elevación entre los tanques es de 37.2 m. La tubería tiene accesorios
que producen un coeficiente global de perdidas menores de 7.9.
∑hm
f
d
k
f
s
Re
51.2
7.3
log2
1
10
mf
hhzH
2
g
kzHh
mf
2
v
2
2
2
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l
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2
51.2
7.3
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22
v
10
f
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f
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L
d
k
A
L
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Q
2
51.2
7.3
log
22
10
AQ v
pf3
pf4

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¡Descarga Calculo de caudal y potencia en tuberías: Ejemplos con datos y más Ejercicios en PDF de Mecánica solo en Docsity!

COMPROBACION DE TUBERIAS

DATOS

Ø L 430 0.2 mm (^) m H (^) Ks /d (-) (^) (m) hf (^) (m/s) v (^) hfi+1 (m) (m) H Ks (^) 0.001537.2 mm 37.237.2 0.007500000.00750000 37.200033.2480 3.13292.9615 33.248033.6685 3.95203. hm g 9.817.9 (^) m/s2 37.237.2 0.007500000.00750000 33.668533.6238 2.98022.9782 33.623833.6286 3.57623. p 998.2 kg/m3 37.2 0.00750000 33.6286 2.9784 33.6280 3. μ ʋ (^) 0.0000010070.001005 Pa/sm2/s 37.237.2 0.007500000.00750000 33.628033.6281 2.97842.9784 33.628133.6281 3.57193. 37.2 0.00750000 33.6281 2.9784 33.6281 3. 37.2 37.2 0.007500000.00750000 33.628133.6281 2.97842.9784 33.628133.6281 3.57193. 37.2 37.2 0.007500000.00750000 33.628133.6281 2.97842.9784 33.628133.6281 3.57193. 37.2 37.2 0.007500000.00750000 33.628133.6281 2.97842.9784 33.628133.6281 3.57193. 37.2 0.00750000 33.6281 2.9784 33.6281 3. RESULTADOS ƒ hf 33.6281 m hm 3.5719 m v 2.9784 m/s SE CALCULA EL CAUDAL QUE PASA A TRAVES DE LA TUBERIA Q 0.0936 m3/s Q 93.57 l/s

Calcule el caudal de agua que fluye a través de una tubería de PVC (ks=0.0015) desde un tanque de almacenamiento hasta un tanque floculador. La

tubería tiene una longitud de 430 m y un diámetro de 200 mm. La diferencia de elevación entre los tanques es de 37.2 m. La tubería tiene accesorios

que producen un coeficiente global de perdidas menores de 7.9.

∑hm

^  

^  

^  

d f

k

f

s

Re

2 log 3. 7

10 Hz 2  hf   hm h (^) fHz   km 2 g

v 22

2

^  

^  

^  

f f s

d gdh

l

d

k

l

gdh

log 3. 7

v 22

^  

^  

f f s

d gdh

L

d

A^ k

L

gdh

Q

log 3. 7

10

Q v A

CALCULAR POTENCIA

DATOS

L 26.3 m

Q 0.045 ƒ ƒ₁

0.0 m 0.00100 0.

Ø 0.1 m 0.01736 0.

A 0.0079 0.01322 0.

v 5.730 m/s 0.01318 0.

Km 1.8 0.01318 0.

hm 3.012 m

Re 495118

g 9.

Ks /d 1.5E-

ɣ 9.7945 KN/mᶾ

RESULTADOS P 998.95 kg/m

ƒ 0.01318 μ 0.001156 Pa/s

hf 5.80 m ʋ 0.0000011572 m2/s

H 8.8133 m ɣ 9.7945 KN/mᶾ

CALCULO DE LA POTENCIA BOMBA

Potencia 3.88 Kw

INTERPOLAR

Y=Yo+((Y1-Yo)/(X1-Xo))*(X-Xo)

X= 15.

ɣ 9.7945 Xo= 10

X1= 20

Yo= 9.

Y1= 9.

Una tubería de PVC (ks=0.0015 mm) de 100 mm de diámetro y con una longitud de 26.3 m se utiliza para conectar el tanque estabilizador de una planta de

tratamiento de aguas residuales con el reactor anaerobio UASB. Si el caudal de agua que debe tratarse es de 45 l/s, ¿Cuál es la diferencia de nivel que existe

entre las superficies libres de los tanques? El coeficiente global de pérdidas menores es de 1.8. Suponga que la viscosidad cinemática es igual a la del agua

limpia a 15°C.

mᶾ/s

Z ₂

m²/s

m/s²

d f

k

f

s

Re

1 2 log 10

1 10 Re

^2 log

^  

i ^  s 

d f

k

f

d g

l

h f f

v 2

H  z 2  hf   hm

 QgH

Pot

COMPROBACION DE TUBERIAS

L DATOS 1680 m hf d v A Q Q>Qd ∑hm Ks Qd 4.6E-050.85 mmᶾ/s (^) 96.0m (^) 0.50m (m/s)6.671 (^) 0.196m² (^) 1.3098mᶾ/s (si o no)SI 15.42m H Km 96.06.8 mm 96.096.0 0.500.50 6.6716.671 0.1960.196 1.30981.3098 SISI 15.4215. g μ (^) 0.0015199.81 m/s2Pa/s 80.556896.0 0.500.50 6.6716.096 0.1960.196 1.30981.1969 SISI (^) 12.878415. ɣ ʋ (^) 0.0000015199.806 KN/mᶾm2/s 83.101382.6821 0.500.50 6.1946.178 0.1960.196 1.21621.2131 SISI 13.297613. Pot 800 Kw 82.7512 82.7398 0.500.50 6.1816.180 0.1960.196 1.21361.2135 SISI 13.239913. Q RESULTADOS 1.21^ mᶾ/s 82.741782.7414^ 0.500.50^ 6.1806.180^ 0.1960.196^ 1.21351.2135^ SISI^ 13.238313. Ø Q>Qd 0.50SI m 82.741482.7414 0.500.50 6.1806.180 0.1960.196 1.21351.2135 SISI 13.238313. 82.7414 0.50 6.180 0.196 1.2135 SI 13. 82.7414 0.50 6.180 0.196 1.2135 SI 13. 500 mm En la figura P2.21 se muestra el esquema de una planta de generación hidroeléctrica. ¿Cuál debe ser el diámetro de una tubería en acero (ks=0.046 mm) si el caudal es 850 l/s y se espera generar 800 kW? La longitud total de la tubería, desde el embalse hasta la casa de maquinas, es de 1680 m. El coeficiente de perdidas menores causado por los accesorios localizados aguas arriba de la turbina es de 6.8. Dé el diámetro en milímetros.

^  

^  

^  

d f

k

f

s

Re

2 log 3. 7

Hz 2  hf   hm h (^) fHz   km^ v 2 g 22 2

^  

^  

^ ^  

f f s

d gdh

l

d

k

l

gdh

log 3. 7

v 22

^  

^  

^  

f f s

d gdh

L

d

A^ k

L

Q^ gdh

log 3. 7

Q v A