Angel Peruana Unión

UNIVERSIDAD PERUANA UNINFACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURAE.A.P. Ingeniera Civil

TRABAJO Trabajo Encargado Y Presentada En Cumplimiento De La Asignatura hidrulicaTEMA:Tuberas en serie y prdidas de carga en una viviendaALUMNOS:Fredy Apaza SanchezJann Pool Pilco TintayaEleo Wilfredo Larico CerezoGilber Quispe ChahuaraDOCENTE:Ing: Ecler Mamani Chambi SEMESTRE:V BJuliaca,Abril De 2015

INTRODUCCION

Las tuberas constituyen un campo especializado de la ingeniera que se relaciona con el diseo de los sistemas de tuberas utilizados para transportar lquidos y gases en estructuras y plantas de procesos, tales como la refinera de petrleo. Los dibujos de tubera representan una planta de procesos mediante el uso de smbolos para sus componentes y de lneas simples o dobles para las tuberas. Los smbolos grficos estndar son de uso comn en la representacin de los componentes de la tubera, ya que permiten ahorrar tiempo.Los elementos que comnmente forman una instalacin hidrulica son las tuberas encargadas de transportar el fluido y los denominados accesorios (i.e: codos, vlvulas, cambios de seccin) cuya misin es bifurcar, cambiar la direccin o regular de alguna forma el flujo.Tradicionalmente se separa el estudio de las prdidas de carga en conductos de aquellas que se producen en los accesorios denominadas prdidas singulares (o en ocasiones prdidas menores). Las primeras son debidas a la friccin y cobran importancia cuando las longitudes de los conductos son considerables. Las segundas por el contrario se producen en una longitud relativamente corta en relacin a la asociada con las prdidas por friccin y se deben a que el flujo en el interior de los accesorios es tridimensional y complejo producindose una gran disipacin de energa para que el flujo vuelva a la condicin de desarrollado de nuevo aguas abajo del accesorio

Objetivos Hallar las prdidas de carga concentradas en los accesorios y las perdidas primarias (friccin) en todo el conducto.

Hacer una evaluacin de las prdidas de carga en una edificacin de una casa.

Analizar e interpretar los resultados obtenidos de las prdidas de carga tanto en accesorios y por friccin de una vivienda.

MARCO TEORICO1. DEFINICION DE TUBERIALas tuberas son recipientes a presin usados para transportar fluidos, en diferentes condiciones de operacin, de un sitio a otro. 1.1. Tubera de PlsticoSe emplea en construcciones residenciales para desperdicios y agua. Est hecha de cloruro de polivinilo (PVC). El PVC es muy resistente a productos corrosivos, disfruta de un ndice de dilatacin trmica razonable y los tramos de tubera se unen fcilmente con adhesivos especiales. Su uso se recomienda para tragantes (tuberas por donde se evacua el agua usada), bajantes (tubo principal de desage) o sifones ("obstculos" de la tubera que permiten filtrar objetos que pueden daar la tubera, e impiden el retorno de malos olores). 1.2. Tuberas de Hierro Fundido Son resistentes a la corrosin y se usan para gas, agua y desperdicios. Se emplean en aplicaciones subterrneas a causa de la larga vida del material. Han sustituido a las tuberas de plomo, sobre todo en instalaciones de agua caliente. Son bastante duras y, por lo tanto, difciles de manipular. Se pueden cortar con sierras para metales.1.3. Tubera de Cobre y Aleacin de Cobre Se usan en construcciones residenciales y lneas de instrumentos. Se emplean cuando existe la posibilidad de formacin de escamas y xido si se utilizaran tuberas de acero. Las tuberas de cobre no sufren un deterioro comparable con las de hierro, plomo o PVC. Resisten el calor, la presin y la oxidacin.1.4. Tuberas de Acero CarbonadoSe usan por encima del nivel de tierra para muchas aplicaciones, adems se fabrican con un proceso de forja y barrenado. La tubera de acero es fuerte, se puede soldar y es muy durable. Si la tubera va a usarse a temperaturas y presiones elevadas, o en ambientes corrosivos, entonces deben utilizarse aleaciones de acero (acero inoxidable).

2. ACCESORIOS DE TUBERIASEs el conjunto de piezas moldeadas o mecanizadas que, unidas a los tubos mediante un procedimiento determinado, forman las lneas estructurales de tuberas de una planta de proceso. Entre los tipos de accesorios ms comunes se puede mencionar: Bridas, Codos, Tes, Reducciones, Cuellos o acoples, Vlvulas, Empacaduras, Tornillos y Niples. Entre las caractersticas se encuentran: tipo, tamao, aleacin, resistencia, espesor y dimensin.En este sentido mostramos algunos ejemplos:

Codos: Son accesorios de forma curva que se utilizan para cambiar la direccin del flujo de las lneas tantos grados como lo especifiquen los planos o dibujos de tuberas.Los codos estndar son aquellos que vienen listos para la prefabricacin de piezas de tuberas y que son fundidos en una sola pieza con caractersticas especficas y son: Codos estndar de 45, Codos estndar de 90 y Codos estndar de 180.

Vlvula: Es un accesorio que se utiliza para regular y controlar el fluido de una tubera. Este proceso puede ser desde cero (vlvula totalmente cerrada), hasta de flujo (vlvula totalmente abierta), y pasa por todas las posiciones intermedias, entre estos dos extremos. Las vlvulas pueden ser de varios tipos segn sea el diseo del cuerpo y el movimiento del obturador. Las vlvulas de movimiento lineal en las que el obturador se mueve en la direccin de su propio eje se clasifican como: vlvula de globo, en ngulo, de tres vas, vlvula de jaula, en Y, de cuerpo partido, de Saunders, de compresin, de obturador excntrico rotativo, de bola, de orificio ajustable, de obturador cilndrico excntrico, de mariposa, de bola, de flujo axial.

Tes: Son accesorios que se fabrican de diferentes tipos de materiales, aleaciones, dimetros y schedulle y se utiliza para efectuar fabricacin en lneas de tubera. Entre los tipos de tes se citan: Dimetros iguales o te de recta, Reductora con dos orificios de igual dimetro y uno desigual.

Reducciones: Son accesorios de forma cnica, fabricadas de diversos materiales y aleaciones. Se utilizan para disminuir el volumen del fluido a travs de las lneas de tuberas.

Tuberas en serie Se habla de tuberas en serie cuando se quiere llevar el fluido de un punto a otro punto por un solo camino. En este caso se cumplen las leyes siguientes: Los caudales son los mismos para cada uno de los tramos de tubera: Q = Q1 = Q2 = K = Qi Las prdidas de carga de cada una de las secciones se suman: hL = hL1 + hL2 +K+ hLi El mtodo de clculo es en este caso el estudiado en el tema 6 y se pueden resolver diversos tipos de problemas, los ms comunes son el clculo del caudal en un sistema de tuberas dado, el clculo del tamao requerido de tubera para manejar un caudal dado y el clculo de la potencia necesaria de una bomba o altura piezomtrica requerida para manejar un caudal dado en una tubera dada. Estos tres tipos de problemas se representan en la tablas Los problemas de categora 1 son directos y se aplican en el clculo de la potencia de una bomba, los problemas de categora 2 y 3 en cambio requieren de un proceso iterativo cuando se utiliza el diagrama de Moody, Existen adems de los mtodos estudiados, mtodos aproximativos en los cuales se utilizan unas ecuaciones empricas para la solucin de problemas de estas tres clases. Uno de estos mtodos es el uso de las frmulas de Swamee-Jain (1976), que permiten el clculo para un tramo de tubera: la prdida de carga para cada tramo de tubera como: x hL = RQ Donde :R se denomina coeficiente de resistencia y el exponente x vale 2 para flujos totalmente turbulentos y un valor entre 1 y 2 para flujos en la zona de transicin. Sin embargo se suele usar comnmente un valor de 2. Si se utiliza este tipo de formulacin para la prdida de carga, la prdida de carga total, tomando todos los tramos, ser: x hL = Ri Q En este caso si se utiliza la ecuacin de Darcy-Weisbach para el clculo de la prdida de carga y el diagrama de Moody para el clculo del factor de friccin, x = 2 y el valor Si se utilizan las ecuaciones de Swamee-Jain el valor de R ser: 8 8 2 0.9 5 5000 Re 10 10 / 0.01 Existen tambin otras ecuaciones empricas que permiten el clculo del coeficiente de resistencia. Una de ellas es la expresin de R para la ecuacin de Hazen-Williams: 1,85 4,87 1 C D K L R = Donde C es el coeficiente de Hazen-Williams que depende solo de la aspereza (ver tabla) y K1 es una constante que depende del sistema de unidades utilizado: para SI K1 = 10,59 y para unidades inglesas K1 = 4,72. Otra de estas expresiones empricas es la expresin par R para la ecuacin de Chezy-Manning, que se usa mayormente para flujo en canales abiertos, pero puede tambin utilizarse en el caso de flujo en tuberas, principalmente cuado se estudia el flujo en drenajes que fluyen llenos. Para esta ecuacin la expresin del coeficiente de resistencia es: 5,33 2 2 10,29 K D n L R = Donde n es el coeficiente de Manning y K2 depende del sistema de unidades: Para SI K2 = 1 y para unidades inglesas K2 = 2,22. La ventaja del uso de estas ltimas dos formulaciones es que permiten determinar un valor de coeficiente de resistencia independiente del nmero de Reynolds, y su inconveniente es que presentan un valor muy aproximativo, siendo ms preciso el mtodo de Hazen-Williams que el de Chezy-Manning. Todas las expresiones anteriores son referidas a prdidas de carga primarias en tuberas, sin embargo si utilizamos el mtodo de la longitud equivalente para las prdidas secundarias, bastar sustituir la longitud por la suma de la longitud real ms la longitud equivalente. Por ejemplo en el caso de la ecuacin de Darcy-Weisbach el valor de R ser:SISTEMA DE TUBERIA EN SERIE:

APLICACIONES:METODOLOGIA DE CALCULOLafrmula de Hazen-Williams, tambin denominadaecuacin de Hazen-Williams, se utiliza particularmente para determinar la velocidad delaguaentuberascirculares llenas,o conductos cerrados es decir, que trabajan apresin.Su formulacin en funcin delradio hidrulicoes:

en funcin del dimetro:

Donde: Rh = Radio hidrulico = rea de flujo / Permetro hmedo = Di / 4 V = Velocidad media del agua en el tubo en [m/s]. Q = Caudal flujo volumtrico en [m/s]. C = Coeficiente que depende de larugosidaddeltubo. 130 para tubos deacerosoldado. 100 para tubos dehierro fundido. 140 para tubos dePVC. 128 para tubos defibrocemento. 150 para tubos depolietileno de alta densidad. Di = Dimetro interior en [m]. (Nota: Di/4 = Radio hidrulico de una tubera trabajando a seccin llena) S = [[Pendiente - Prdida de carga por unidad de longitud del conducto] [m/m].

Esta ecuacin se limita por usarse solamente para agua como fluido de estudio, mientras que encuentra ventaja por solo asociar su coeficiente a la rugosidad relativa de la tubera que lo conduce, o lo que es lo mismo al material de la misma y el tiempo que este lleva de uso.

MEMORIA DE CALCULO

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFIA:http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/cramirez/documentos/mf_tema_7_flujo_en_sistemas_de_tuberias.pdfhttp://es.easycalculation.com/physics/fluid-mechanics/hazen-williams-rate.php