TRABAJO_FINAL.docx

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTELaureate international Universities

CALCULO DE LA ALTURA PERDIDA EN LAS TUBERIAS

CURSO: FISICA 2

PROFESOR : DELFILIPPI SHINZATO LUIS ATILIO

CICLO : 4 TO CICLO AULA: 403

INTEGRANTES : SANCHEZ GONZAGA LUIS LUNA ARCOS WILLIAN CASTELLO LOPEZ JUAN

INDICE

1. Objetivos.. 22. Introduccin .... 33. Desarrollo del trabajo . 43.1. Aplicaciones prcticas en la vida cotidiana y en la industria..113.2. Anlisis e interpretacin de algn problema en particular y brindar la solucin....133.3 clculos para obtener el tipo de turbina utilizar..184. Conclusiones y recomendaciones...175. Anexos..186. Bibliografa...20

1. OBJETIVOSMediante este trabajo buscamos reflejar lo aprendido en clase, llevndolo a la prctica.

Identificar el problema que se presenta continuamente en una de las reas de produccin.

plantear soluciones para incrementar la productividad.

2. INTRODUCCIN En el presente trabajo que se desarrollara trataremos de darle solucin a un problema que aqueja a la empresa EMPRESA DE GENERACIN ELCTRICA CHEVES S.A especial mente en el proyecto de la CENTRAL HIDROELCTRICA CHEVES II ubicada en Lima/ Oyn y Huaura/ Navn y Paccho.Para tener una idea de este problema primero tenemos que saber: cmo influye el caudal, la cada de presin, la cada del agua y los tipos de turbina. Esto es muy importante ya que evitara elegir turbinas inadecuadas y tener altas perdidas en el aprovechamiento de la energa hidrulica.

3. DESARROLLO DEL TRABAJOMARCO TERICOPRESINLa presin se define como fuerza ejercida sobre una superficie por unidad de rea. En ingeniera, el trmino presin se restringe generalmente a la fuerza ejercida por un fluido por unidad de rea de la superficie que lo encierra. De esta manera, la presin (P) de una fuerza (F) distribuida sobre un rea (A), se define como:

ENERGA HIDRULICASe denomina energa hidrulica, energa hdrica o hidroenerga, a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energas cintica y potencial de la corriente del agua, saltos de agua o mareas. Es un tipo de energa verde cuando su impacto ambiental es mnimo y usa la fuerza hdrica sin represarla, en caso contrario es considerada slo una forma de energa renovable.TURBINA HIDRULICAUna turbina hidrulica es una turbomquina motora hidrulica, que aprovecha la energa de un fluido que pasa a travs de ella para producir un movimiento de rotacin que, transferido mediante un eje, mueve directamente una mquina o bien un generador que transforma la energa mecnica en elctrica, son el rgano fundamental de una central hidroelctrica.

CLASIFICACINDE ACUERDO AL CAMBIO DE PRESIN EN EL RODETE O AL GRADO DE REACCINTurbinas de accin: Son aquellas en las que el fluido de trabajo no sufre un cambio de presin importante en su paso a travs de rodete.Turbinas de reaccin: Son aquellas en las que el fluido de trabajo si sufre un cambio de presin importante en su paso a travs de rodete.DE ACUERDO AL DISEO DEL RODETEEsta clasificacin es la ms determinista, ya que entre las distintas de cada gnero las diferencias slo pueden ser de tamao, ngulo de los labes o cangilones, o de otras partes de la turbomquina distinta al rodete. Los tipos ms importantes son:Turbina Kaplan: son turbinas axiales, que tienen la particularidad de poder variar el ngulo de sus palas durante su funcionamiento. Estn diseadas para trabajar con saltos de agua pequeos y con grandes caudales. (Turbina de reaccin).Turbina Hlice: son exactamente iguales a las turbinas kaplan, pero a diferencia de estas, no son capaces de variar el ngulo de sus palas.Turbina Pelton: Son turbinas de flujo transversal, y de admisin parcial. Directamente de la evolucin de los antiguos molinos de agua, y en vez de contar con labes o palas se dice que tiene cucharas. Estn diseadas para trabajar con saltos de agua muy grandes, pero con caudales pequeos. (Turbina de accin)Turbina Francis: Son turbinas de flujo mixto y de reaccin. Existen algunos diseos complejos que son capaces de variar el ngulo de sus labes durante su funcionamiento. Estn diseadas para trabajar con saltos de agua medios y caudal medios. Turbina Ossberger / Banki / Michell: La turbina OSSBERGER es una turbina de libre desviacin, de admisin radial y parcial. Debido a su nmero especfico de revoluciones cuenta entre las turbinas de rgimen lento. El distribuidor imprime al chorro de agua una seccin rectangular, y ste circula por la corona de paletas del rodete en forma de cilindro, primero desde fuera hacia dentro y, a continuacin, despus de haber pasado por el interior del rodete, desde dentro hacia fuera.Turbina Turgo: es una turbina hidrulica de impulso diseada para saltos de desnivel medio. El rodete de una Turgo se parece a un rodete Pelton partido por la mitad. Para la misma potencia, el rodete Turgo tiene la mitad del dimetro que el de un rodete Pelton y dobla la velocidad especfica.INSTRUMENTOS PARA MEDICIN DE LA PRESINLosmedidores de presinson instrumentos de precisin fabricados para medir la presin sangunea, la presin de lquidos y gases en tuberas o tanques de almacenamiento y la presin atmosfrica, a grandes rasgos, teniendo para cada uso diversos equipos disponibles de acuerdo a las necesidades.Instrumentos mecnicosLos instrumentos mecnicos utilizados para medir presin cuyas caractersticas se resumen en la tabla 1, pueden clasificarse en:Columnas de Lquido: Manmetro de Presin Absoluta. Manmetro de Tubo en U. Manmetro de Pozo. Manmetro de Tubo Inclinado. Manmetro Tipo Campana.Instrumentos Elsticos: Tubos Bourdon. Fuelles. Diafragmas.

Instrumentos electromecnicos y electrnicosLos instrumentos electromecnicos y electrnicos utilizados para medir presin pueden clasificarse en: Medidores de Esfuerzo (Strain Gages) Transductores de Presin Resistivos Transductores de Presin Capacitivos Transductores de Presin Magnticos Transductores de Presin PiezoelctricosTabla 1. Principales caractersticas de los instrumentos para medir presin.

.MANMETRO DE TUBO DE BOURDONEste medidor de presin tiene una amplia variedad de aplicaciones para realizar mediciones de presin esttica; es barato, consistente y se fabrica en dimetros de 2 pulgadas (50 mm) en caratula y tienen una exactitud de hasta 0.1% de la lectura a escala plena; con frecuencia se emplea en el laboratorio como un patrn secundario de presin.Un manmetro con tubo bourbon en los que la seccin transversal del tubo es elptico o rectangular y en forma de C. Cuando se aplica presin interna al tubo, este se reflexiona elstica y proporcionalmente a la presin y esa deformacin se transmite a la cremallera y de esta al pin que hace girar a la aguja indicadora a travs de su eje. Las escalas, exactitudes y modelos difieren de acuerdo con el diseo y aplicacin, con lo que se busca un ajuste que de linealidad optima e histresis mnima.

MANMETRO DE TUBO ABIERTOEl manmetro consiste en un tubo en forma de U que contiene un lquido, que generalmente es mercurio. Cuando ambos extremos del tubo estn abiertos, el mercurio busca su propio nivel ya que se ejerce una atmsfera de presin sobre cada uno de ellos. Cuando uno de los extremos se conecta a una cmara presurizada, el mercurio se eleva hasta que las presiones se igualan. La diferencia entre los dos niveles de mercurio es una medida de presin manomtrica.

BARMETROSLos medidores de presin ms conocidos son los barmetros, ya que son utilizados para medir la presin atmosfrica como un indicador de los cambios climticos en cualquier regin. Lo que realmente hacen estos barmetros es medir cual es la presin ejercida por el peso de la atmosfera por unidad de superficie, dependiendo del sistema de medicin que se utilice. Las diferentes dimensiones utilizadas para la presin atmosfrica comprenden los kilogramos por centmetro cuadrado, libras por pulgada cuadrada, milmetros de mercurio y atmsferas, entre otros.

BARMETRO DE MERCURIOUn barmetro de mercurio ordinario est formado por un tubo de vidrio de unos 850 mm de altura, cerrado por el extremo superior y abierto por el inferior. Cuando el tubo se llena de mercurio y se coloca el extremo abierto en un recipiente lleno del mismo lquido, el nivel del tubo cae hasta una altura de unos 760 mm por encima del nivel del recipiente y deja un vaco casi perfecto en la parte superior del tubo. Las variaciones de la presin atmosfrica hacen que el lquido del tubo suba o baje ligeramente; al nivel del mar no suele caer por debajo de los 737 mm ni subir ms de 775 mm. Cuando el nivel de mercurio se lee con una escala graduada denominada nonius y se efectan las correcciones oportunas segn la altitud y la latitud (debido al cambio de la gravedad efectiva), la temperatura (debido a la dilatacin o contraccin del mercurio) y el dimetro del tubo (por los efectos de capilaridad), la lectura de un barmetro de mercurio puede tener una precisin de hasta 0,1 milmetros.

BARMETRO ANEROIDEUn barmetro ms cmodo (y casi tan preciso) es el llamado barmetro aneroide, en el que la presin atmosfrica deforma la pared elstica de un cilindro en el que se ha hecho un vaco parcial, lo que a su vez mueve una aguja. A menudo se emplean como altmetros (instrumentos para medir la altitud) barmetros aneroides de caractersticas adecuadas, ya que la presin disminuye rpidamente al aumentar la altitud.Para predecir el tiempo es imprescindible averiguar el tamao, forma y movimiento de las masas de aire continentales; esto puede lograrse realizando observaciones baromtricas simultneas en una serie de puntos distintos. El barmetro es la base de todos los pronsticos meteorolgicos.

3.1 APLICACIONES PRACTICAS EN LA VIDA COTIDIANA Y EN LA INDUSTRIA

EN LA VIDA COTIDIANAen nuestra vida cotidiana la presin tiene mucha importancia, supn esto, entre mayor sea la altura, menor es la presin atmosfrica entonces el oxgeno y muchos gases, estn mas escasos a mayor altura por que la presin hace que esas molculas estn mas concentradas a nivel del mar que a esa altura, esto quiere decir, que si hablamos de oxgeno, en una altura de 8000 metros ese oxigeno seria escaso, y en el nivel del mar ay mucho ms, al respirar al nivel del mar, ay mucho ms oxigeno que al respirar en un lugar muy alto, por eso muchas personas prefieren entrenar al nivel del mar, en un lugar muy alto es ms difcil la combustin por la escasez de oxgeno, al nivel del mar hay una capa de aire ms alta que una que estuviera a la altura de una montaa, entonces la presin afecta mucho en la vida cotidiana.

Hacer ejercicio en la playa es ms sencillo que en altura. EN LA INDUSTRIAExisten muchas razones por las cuales en un determinado proceso se debe medir presin. Entre estas se tienen: Calidad del producto, la cual frecuentemente depende de ciertas presiones que se deben mantener en un proceso. Por seguridad, como por ejemplo, en recipientes presurizados donde la presin no debe exceder un valor mximo dado por las especificaciones del diseo. En aplicaciones de medicin de nivel. En aplicaciones de medicin de flujo.Los reguladores de presin de vapor son fundamentales para mantener el equilibrio y buen funcionamiento en todo tipo de sistemas de calderas. los reguladores vapor se construyen para reducir al mnimo las tuberas costos y maximizar la eficiencia del sistema.Los reguladores de vapor proporcionar lecturas precisas y estables de control de presin para una variedad de sistemas de calderas. Ya sea que su sistema es para una caldera de una refinera de petrleo industrial, fbrica de productos qumicos o el sistema de procesamiento Reductora de presin Reguladores Cargado presin Vlvulas de control Reductora de presin diferencial de control Reguladores Vlvula de alivio / contrapresin Reguladores de control diferencial

Reguladores de presin en una caldera.3.2 ANLISIS E INTERPRETACIN DE ALGN PROBLEMA EN PARTICULAR Y BRINDAR LA SOLUCIN.

DESCRIPCION DE LA EMPRESA: EMPRESA DE GENERACION ELECTRICA CHEVES S.ALa empresa EMPRESA DE GENERACION ELECTRICA CHEVES S.A fue fundada el 04 abril del ao 2000, con nmero de RUC 20269180731. Est dedicada al sector de Generacin Y Distribucin Energa Elctrica - Electricidad.Registra como domicilio legal AV. AVENIDA CAMINO REAL #456 EDIFICIO TORRE REAL en LIMA / LIMA / SAN ISIDRO.

PROYECTO DE LA HIDROELCTRICA CHEVES II

SITUACIN DEL PROYECTO El proyecto cuenta con concesin temporal de generacin, otorgada mediante la Resolucin Ministerial N 205-2007-M-EM/DM, publicado el 17 de mayo de 2007, con plazo de 02 aos para la finalizacin de estudios. FECHA DE CULMINACIN DE LOS ESTUDIOS De acuerdo con la Resolucin Ministerial N 205-2007-MEM/DM, la fecha de culminacin de los estudios estubo prevista para el 18 de mayo de 2009. PRESUPUESTO El presupuesto para el desarrollo de los estudios es de S/. 60 000,00. TITULAR DE LA CONCESIN TEMPORAL Empresa de Generacin Elctrica Cheves S.A.

PROBLEMTICA Para este proyecto se va a determinar el clculo de la Altura Perdida ya sea por friccin en las tuberas las vlvulas y uniones del punto 1 al punto 2 con la finalidad de determinar posteriormente la energa perdida entre estos puntos y tomar las decisiones correctivas necesarias.CARACTERSTICAS DE LA CENTRAL Este proyecto aprovechar el caudal de los ros Huaura y Checras. CENTRAL

Potencia Instalada (MW) 75Cada (m)241

Energa media Anual (GW.h) -Volumen reservorio (MMm3)-

Caudal de diseo (m3/s) 37Tipo de turbina Por definir

Factor de Planta -N de Unidades 2

Dimetro de tuberas (m)1

PROCESO DE GENERACIN DE ENERGA ELCTRICA

3.3 CLCULOS PARA OBTENER EL TIPO DE TURBINA A UTILIZARNos dan la potencia instalada 75 MW. Para un nmero de unidades de 2. Por tanto para una unidad la potencia ser de 37.5 MW:De la ecuacin de Bernoulli

Adems: ;; y (altura geodsica)Ademas

y ; donde

(Perdidas en tubera y vlvulas)

CONCLUSIONES A travs del clculo de diferencia de presiones y conservacin de la energa hallamos la altura til Hn=113.1m, y unas prdidas de al tura Hp=127.9 m estas prdidas se dan por friccin en las tuberas ms las perdidas localizadas en vlvulas y uniones, otros.

Las prdidas por friccin dependen del dimetro de la tubera, longitud y el coeficiente friccin siendo esta ltima mayor para tuberas mas angostas.

1. BIBLIOGRAFIA

Ministerio de energa y minas direccin general de electricidad. http://www.minem.gob.pe/minem/archivos/file/Electricidad/promocion%20electrica/Portafolio.pdf http://www.uca.edu.sv/facultad/clases/ing/m200018/doc1.pdf http://www.hobas.cl/fileadmin/Daten/PUBLIC/Brochures_World_pdf/1206_Hydropower_ES_web.pdf Turbinas Hidrulicas, Universidad de Oviedo rea de mecnica de fluidos

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