Mecanic A...HMMR

7/25/2019 Mecanic A...HMMR

1/42

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FACULTAD DE INGENIERA CIVIL

AO DE LA CONSOLIDACIN DEL MAR

DE GRAU

FACULTAD INGENIERA CIVIL YARQUITECTURA

CARRERA PROFESIONAL DE

INGENIERA CIVIL

EMA: UBERIAS EN

SERIE

Y EN PARALELO

CATEDRA:MECANICA DE FLUIDOS II

CATEDRTICO:Ing. ................................................

Presentad !r:

"ONTES RA"OS# $e%er "&sae'

$UANCAVELICA()*+,

MECNICA DE FLUIDOS II Pgina 1


2/42


AGRADECIEMIENTO

Principalmente a Dios y a todoslos que hicieron posible laculminacin del presente trabajoy muy especialmente a midocente que me encamina conla ardua labor de prepararme



3/42


para hacer de mi un profesionalde xito y mejor ser humano

DEDICATORIA

A mis Padres y seresqueridos por todo elesfuerzo y motivacinque me brinda da a da alo largo de mi trayectoacadmico y que con sus



4/42


alientos incansablesempujan mi futuro

INDICE

!A"#A D$ %&'!$'(D&)

('!*&D+%%(&'

&",$!(-& .$'$*A#

/A*%& !$&*(%&

CAPITULO I

1. TUBERIAS EN SERIE000000000000000000pag 11.1. 2undamento terico00000000000000000pag 11.2. /todo de solucin00000000000000000pag 31.3. *ango de aplicacin00000000000000000pag 45

1.4. Aplicacin0000000000000000000000pag 41

CAPITULO II

2. TUBERIAS EN PARALELO00000000000000000pag 462.1. 2undamento terico00000000000000000pag 462.2. /todo de solucin00000000000000000pag 782.3. *ango de aplicacin00000000000000000pag 572.4. Aplicacin0000000000000000000000pag 59

3. )&2!:A*D D()P&'("#$000000000000000000pag 5;

%&'%#+%(&'$)

*$2$*$'%(A)

A'$


5/42


INTRODUCCION

$l hombre ha ido adquiriendo y mejorando el legado de sus antecesores=perfeccionando sus tcnicas= y acrecentando as cada vez m>s su demanda porconseguir una mejor calidad de vida 2ue as= como surgieron los tubos= quienes=organizados en sistemas= perduran en el tiempo como el medio de transporte defluidos

$n nuestro trabajo se ha propuesto adquirir conocimientos descriptivos de lossistemas de tuberas= as como tambin= de los accesorios que lo conforman

#a eleccin de una tubera es una actividad muy compleja que depende de los

materiales de construccin= espesor de la pared del tubo= cargas y tipo de(nstalacin

$l dise?o de una tubera se basa en ciertas normas de dise?os estandarizadas=investigadores= ingenieros de proyectos e ingenieros de campo en >reas deaplicacin especficas las discrepancias de estas normas se relacionan con lascondiciones de dise?o= el c>lculo de los esfuerzos y los factores admisibles $simportante destacar tambin los principios fundamentales del mantenimiento detuberas$l estudio del flujo en sistemas de tuberas es una de las aplicaciones m>scomunes de la mec>nica de fluidos= esto ya que en la mayora de las actividadeshumanas se ha hecho com@n el uso de sistemas de tuberas Por ejemplo ladistribucin de agua y de gas en las viviendas= el flujo de refrigerante en neveras ysistemas de refrigeracin= el flujo de aire por ductos de refrigeracin= flujo degasolina= aceite= y refrigerante en automviles= flujo de aceite en los sistemashidr>ulicos de maquinarias= el flujo de gas y petrleo en la industria petrolera= flujode aire comprimido y otros fluidos que la mayora de las industrias requieren parasu funcionamiento= ya sean lquidos o gases

$l transporte de estos fluidos requiere entonces de la elaboracin de redes dedistribucin que pueden ser de varios tipos

B !uberas en serie

B !uberas en paralelo

$n el presente trabajo se estudiara a detalle cada uno de estos fenmenos paraaplicar un an>lisis detallado de los mismos



6/42


OBJETIVO GENERAL

$studiar el comportamiento del fluido a travs de su paso por una red de tuberas

OBJETIVOS ESPECFICOS

Determinar cmo varan las prdidas de carga para tuberas de un mismomaterial y diferente di>metro

Determinar cmo varan las prdidas de carga para tuberas de un mismodi>metro y diferente material

Determinar las caractersticas de una red de tuberas de distintos di>metrosy un mismo material= conectadas en paralelo

MARCO TEORICO

CAPITULI I1. TUBERIAS EN SERIE

1.1. F!"#$%&"'( '&)*+,(

MECNICA DE FLUIDOS II Pgina


7/42


C4$ste captulo es la culminacin de los anteriores= dedicados al movimiento de losfluidos en tuberas y ductos Desarrollamos los conceptos de flujo volumtrico=ecuacin de continuidad= ecuacin de "emoulli y la ecuacin general de laenerga Definimos los flujos laminar y turbulento= y se emple el n@mero de*eynolds para determinar el tipo de flujo en un sistema dado Presentamos lamanera de calcular las prdidas de energa debido a la friccin!ambin estudiamos varios tipos de perdidas menores para el movimiento de losfluido atraves de v>lvulas y acoplamientos= y para cambios en la velocidad odireccin del flujoPor supuesto= es frecuente que los sistemas reales de circulacin de fluidoscontengan varias perdidas menores= as como las provocadas por la friccin=conforme que ocurre el movimiento de un punto a otro !al vez haya m>s de untama?o de tubera $n este captulo presentamos los mtodos de an>lisis desistemas de tuberas reales= donde el fluido se mueve a travs de una solatrayectoria continua= +n sistema como el descrito recibe el nombre de sistema detubera en serie C7$l sistema est> definido por completo en trminos del tama?o de las tuberas= lostipos de perdidas menores presentes y el flujo volumtrico del fluido del sistema=objetivo com@n es calcular la presin en alg@n punto de inters= para determinar acarga total de la bomba o encontrar la elevacin de una fuente de fluido= con el finde producir un flujo volumtrico que se desea o ciertas presiones en puntosseleccionados del sistema

MECNICA DE FLUIDOS II Pgina !


8/42


#as tuberas est>n en serie si est>n conectado extremo con extremo de forma queel fluido circula en forma continua sin ning@n ramal $l caudal a travs de unsistema de tuberas en serie se mantiene constante a lo largo de todo el sistema#a resolucin de los problemas con tuberas compuestas o en serie puedeacometerse determinando en primer lugar una tubera equivalente C5

)e habla de tuberas en serie cuando se quiere llevar el fluido de un punto a otropunto por un solo camino %omo en el ejemplo de la figura$n este caso se cumplen las leyes siguientes

#os caudales son los mismos para cada uno de los tramos de tubera

E F E4 F E7 FGF Ei

#as prdidas de carga de cada una de las secciones se suman

h# F h#4 Hh#7 HGHh#i

C8

MECNICA DE FLUIDOS II Pgina "


9/42


#5$

1.2. METODO DE SOLUCION

MECNICA DE FLUIDOS II Pgina %


10/42


MECNICA DE FLUIDOS II Pgina 1&


11/42




12/42


C4



13/42


C7



14/42


1.3. RANGO DE APLICACION

C7



15/42


$n cualquier sistema de tuberas= adem>s de las prdidas por friccin= existenperdidas menores debidas a

$ntradas y salidas de tuberas %ambio de Irea transversal de la tubera

%urvas= codos= ts= v>lvulas $nsanchamiento o contracciones graduales

#as prdidas no tienen por qu ser peque?as= por ejemplo= una v>lvulaparcialmente cerrada puede producir una cada de presin mayor que una tuberalarga C:hite= 7JJ6#as prdidas de los accesorios o bifurcaciones vienen dadas como cociente entrela perdida de carga atreves del elemento

$l n@mero de *eynolds ni la rugosidad relativa tienen mucho que ver con esto= sino el tama?o de la tubera= la suma total de prdidas para una tubera de di>metro

constante viene dada por la siguiente ecuacin C:hite =7JJ6

$s importante saber que tuberas en serie los cabezales se mantienen constantescuando el caudal se mantiene constante el >rea transversal vari #a suma decabezales de prdida de las tuberas en serie es igual al cabezal de prdidastotales Para un sistema en paralelo cuando la tubera se ramifica en varios tramos=



16/42


los cabezales de prdidas son el mismo que el cabezal de prdida total= yviceversa para el caudal C2ox= 43;5Darcy investigo la relacin que existe con varios par>metros del fluido en relacina las perdidas con la siguiente ecuacin

$n la pr>ctica lo que se usa es una representacin gr>fica de la ecuacin 7llamada diagrama de /oddy que fue presentado dos a?os despus de la ecuacinde %olebrooK

Adem>s de estas prdidas= los accesorios en una red de tuberas tales comov>lvulas= entradas= salidas= contracciones= expansiones= codos y tes= producentambin cadas de presin irreversibles para el sistema $stas prdidas se midenexperimentalmente y los experimentos muestran que las prdidas debida a losaccesorios= llamada tambin de prdidas menores son calculadas como

/oody$l diagrama de /oody es la representacin gr>fica en escala doblementelogartmica del factor de friccin en funcin del n@mero de *eynolds y la rugosidadrelativa de una tubera= diagrama hecho por #eLis 2erry /oody



17/42


$n la ecuacin de DarcyM:eisbach aparece el trmino que representa elfactor de friccin de Darcy= conocido tambin como coeficiente de friccin$l c>lculo de este coeficiente no es inmediato y no existe una @nica frmulapara calcularlo en todas las situaciones posibles

)e pueden distinguir dos situaciones diferentes= el caso en que el flujo sea

laminar y el caso en que el flujo sea turbulento $n el caso de flujo laminarse usa una de las expresiones de la ecuacin de PoiseuilleN en el caso deflujo turbulento se puede usar la ecuacin de %olebrooKM:hite adem>s dealgunas otras cmo ecuacin de "arr= ecuacin de /iller= ecuacin deOaaland

$n el caso de flujo laminar el factor de friccin depende @nicamente del

n@mero de *eynolds Para flujo turbulento= el factor de friccin dependetanto del n@mero de *eynolds como de la rugosidad relativa de la tubera=por eso en este caso se representa mediante una familia de curvas= unapara cada valor del par>metro= donde K es el valor de la rugosidad absoluta=es decir la longitud Chabitualmente en milmetros de la rugosidaddirectamente medible en la tubera LebQ

C1

1.4. APLICACION

MECNICA DE FLUIDOS II Pgina 1!


18/42


MECNICA DE FLUIDOS II Pgina 1"


19/42


MECNICA DE FLUIDOS II Pgina 1%


20/42


#1$

CAPITULO II2. TUBERIAS EN PARALELO

2.1. -!"#$%&"'( '&(*+,(

#1$



21/42




22/42




23/42


C7

-arias tuberas est>nR conectadas en paralelo si el flujo original se ramifica en doso m>s tuberas que vuelven a unirse de nuevo aguas abajo= como se ilustra en la



24/42


2igura 34 $n la 2igura 34= el fluido que circula por AB al llegar al nudo B seramifica fluyendo parte por la tubera BCE y el resto por la tubera BDE. $n el nudoE convergen las dos tuberas y el fluido circula por la tubera @nica EF. C)e hacenotar que la 2igura 34 representa una vista en planta M es decir= las tuberas est>nen un plano horizontal

$n la resolucin de problemas de tuberas en paralelo se aplican tres importanesprincipios

4 $l caudal entrante total en un nudo ha de ser igual al caudal saliente totaldel nudo

7 #a prdida de carga entre dos nudos Cpor ejemplo= nudos B y E en la 2igura34 es la misma en cada una de las ramas que unen los dos nudos

5 Dentro del intervalo normal de velocidades que se dan en la pr>ctica= elporcentaje del caudal total que circula por cada una de las ramas Ces decir=por las tuberas BCE y BDE, y por cualesquiera otras tuberas que pudieranunir B con E en la 2igura 34 se mantendr> constante= independientementede la prdida de carga entre los dos puntos

#os problemas de flujos en sistemas de tuberas en paralelo se pueden resolver alaplicar Cy satisfacer los tres principios ahora enunciados #os Problemas 3; a344 ilustran la resolucin de problemas en sistemas de tuberas en paralelo

C5

)e habla de tuberas paralelo cuando se establecen varios caminos para llevar elfluido de un punto a otro)e habla de tuberas paralelo cuando se establecen varios caminos para llevar elfluido de un punto a otro %omo en el ejemplo de la figura

$n este caso se cumplen las leyes siguientes

$l caudal total ser> igual a la suma de los caudales de cada rama

E F E4 HE7 HGHEi

#a prdida de carga ser> la misma en cada una de las ramas

h#F h#4F h#7FGF h#i



25/42


$sto hace que los caudales de cada rama se ajusten de manera que se produzcala misma perdida de carga en cada rama de tubera= entre el punto 4 y el punto 7para el ejemplo

'

#4$



26/42


C9

2.2. MEDOTO DE SOLUCION



27/42




28/42




29/42


C4

SISTEMA CON DOS RAMALES



30/42


C7



31/42




32/42




33/42


C7



34/42


PROCEDIEMIENTOS DE SOLUCION

C9

2.3. RANGO DE APLICACIN

$n ocasiones resuelta necesario derivar varios ramales de un mismo tubo=para lo cual se pueden presentar de casos

4 )e conoce la perdida entre A y " y se desea determinar el gasto encada ramal

7 )e conoce el gasto total y se desea determinar la perdida entre A y"= as como la distribucin del gasto en cada ramal

Ambos casos ocurren independientemente de las energas que existen en A y " el

primero no ofrece dificultad puesto que una vez conocida la perdida= se puedecalcular el gasto en cada ramal en base a que funciona con una carga igual a laperdida determinadaN esto es que como O4 F O7F 0 F O



35/42




36/42


#!$



37/42


2.4. APLICACIN



38/42


C4



39/42


3. SOFTARD DISPONIBLES

()*+a,)-*1'%'3'.in32/in0(a')*) DTLi()4413/&1!3')*)

.FRELIBROS.COM.PE

.LIBROSGRATIS.COMM.PE

.RINCONDELVAGO.COM.PE

http://www.frelibros.com.pe/http://www.librosgratis.comm.pe/http://www.rincondelvago.com.pe/http://www.librosgratis.comm.pe/http://www.rincondelvago.com.pe/http://www.frelibros.com.pe/


40/42


CONCLUCIONES

)e habla de tuberas en serie cuando se quiere llevar el fluido de un punto aotro punto por un solo camino %omo en el ejemplo de la figura

Debemos desarrollar la capacidad de identificar tres clases diferentes desistemas de tuberas en serie y practicar las tcnicas para analizarlos

+n sistema de tubera en serie es aquel donde el fluido sigue una trayectoria@nica a travs de l

#os sistemas de tuberas en paralelo son aquellos en los que hay m>s deuna trayectoria que el fluido puede recorrer para llegar de un punto de origena otro de destino

$l principio de continuidad para el flujo estable requiere que el flujo

volumtrico que ingresa al sistema ramificado sea el mismo que sale de este

#a continuidad tambin requiere que la suma de los flujos en todas las ramas

debe ser igual al flujo volumtrico total en el sistema



41/42


REFERENCIAS1'FELICES AR' IDRAULICA DE TUERIAS CANALES'

2'MOTT RL' MECNICA DE FLUIDOS' SETA EDICION )6' ROSAS PMG7 )6i(8-'MEICO9 REE ANNE DAVIES: 2&&'

3'RANALD V G' MECANCA DE LOS FLUIDOS E IDRLICA' TERCERA EDICCION)6' NORTE M;7 )6i(8-' ESPA


42/42


TUBERIAS DE SERIE

TUBERIAS EN PARALELO

Mecanic A...HMMR

Documents

Transcript of Mecanic A...HMMR