UNIVERSIDAD NACIONA L EXPERIMENTAL FRANCISCO DE … · caracteristicas del flujo en valvulas,...

TEMA

U

TAA Nº 1:

FACILITA

UNIVERSIDAFRAN

PROGRAMAPRENDIZAJ

OPER

ABLAFLUJ

L

ADOR: Pr

D NACIONANCISCO DE MA DE INGENJE DIALOGICACIONES UN

S Y GO DE LIQUID

of. Ing. M

L EXPERIMEMIRANDA IERIA QUIMCO INTERACTNITARIAS I

RAFICFLUID

DA

Mahuli A. G

Prof.

NTAL

ICA TIVO

COS DOS E

González G

Ing. Mahuli

EN FAS

G.

González

SE

Prof. Ing. Mahuli González

DATOS TÉCNICOS DE LAS TUBERIAS

CRANE APÉNDICE B - INFORMAClON TÉCNICA B - 21

B43a. Tuberías comerciales de acero. Con base en ANSI B36.10: 1970 y BS

1600: Parte 2: 1970

Espesor de la tubería según número de cédulaI ITMedida nominade la

tubería

Diámetroexterior

mm

Medida nominalde la

tubería

ulgadas

---E---4

i

8

:i1 4

:8

Dihmetrointerior

Espesor

mm

8.088.569.52

10.97

12.7015.091 7 . 4 71 9 . 0 5

21.4423.8226.1930.96

1 5 . 0 91 8 . 2 621.4423.82

26.1929.3632.5438.89

1 1 . 1 312.701 4 . 2 7

1 8 . 2 621.4425.4027.7930.9634.923 8 . 1 046.02

20.6225.4028.5831.75

Dihmetroexterior

mm

1 0 1 . 6114.31 4 1 . 3168.3

219.1273.0323.9355.6

406.4457.2508.0609.6

219.1273.0323.9355.6

406.4457.2508.0609.6

1 1 4 . 31 4 1 . 31 6 8 . 3219.1273.0323.9355.6

4E.508:O609.6

219.1273.0323.9355.6

406.4457.2508.0609.6

Espesor Diámetrointerior

mm mm

355.6 6 . 3 5 342.9406.4 6 . 3 5 393.7457.2 6 . 3 5 444.5508.0 6 . 3 5 495.3609.6 6 . 3 5 596.9762.0 7 . 9 2 746.2

dgadas

:t

:i2 43 0

%%

1;1 %22?43

3 %4

ii

180

:4

1 6

:t2 4

8

:21 4

:82 02 4

‘43434

%%í

iv,

1M

&23

mm

8 5 . 497.2

1 2 2 . 3146.4

193.7242.8289.0317.5

363.5409.6455.6547.71 8 8 . 9236.5281.0308.0

354.0398.5442.9531.8

92.0115.9139.8

1 8 2 . 6230.1273.1300.0

344.5387.4431.8517.6

177.9222.2266.7292.1

333.4377.8419.1504.8

ll.71 5 . 620.72 9 . 5

34.042.854.066.6

8 7 . 31 0 9 . 51 3 1 . 8

1 7 3 . 1215.8257.2284.2325.4366.7408.0490.5

6 . 3 56 . 3 56.357 . 9 2

7 . 9 27 . 9 29.529 . 5 2

12.70

:GJ81389 . 5 2

9.521 1 . 1 312.701 4 . 2 71 5 . 8 8

1 . 7 32 . 2 42 . 3 1

206.4260.3311.2339.8

390.6441.4489.0590.6736.6205.025 7.43 0 7 . 1336.6

387.4434.9482.6581.1730.2

219.1273.0323.9355.6

406.4457.2508.0609.6762.0

219.1273.0323.9355.6

406.4457.2508.0609.6762.0

8

m

%‘Q)u

1 0 . 31 3 . 71 7 . 1

Y-212:5

2 1 . 3 2 . 7 7 15.82 6 . 7 2 . 8 7 21.03 3 . 4 3 . 3 8 2 6 . 642.2 3 . 5 6 3 5 . 148.3 3 . 6 8 40.96 0 . 3 3 . 9 1 5 2 . 573.0 5 . 1 6 62.78 8 . 9 5.49 7 7 . 9

1 0 1 . 6 5.74 9 0 . 11 1 4 . 3 6.02 1 0 2 . 31 4 1 . 3 6 . 5 5 1 2 8 . 21 6 8 . 3 7 . 1 1 1 5 4 . 1

219.1273.0323.9355.6406.4457.2508.0609.6

8.189 . 2 7

1 0 . 3 111.13

12.7014.2715.0917.48

1 0 . 3 112.701 4 . 2 715.09

1 6 . 6 41 9 . 0 520.6224.6 1

2 . 4 13 . 0 23.20

3 . 7 33 . 9 14.554.855.085.547 . 0 17 . 6 2

202.7254.5303.3333.3

381.0428.7477.8574.6

1 9 8 . 5247.6295.4325.4

373.1419.1466.8560.4

5 .5

1;:::

1 3 . 81 8 . 92 4 . 33 2 . 5

3 8 . 149.2

E.

36.5239.6944.4552.39

4.785.566.356 . 3 5

7 . 1 48 . 7 49.52

1 1 . 1 3

2 1 . 326.73 3 . 442.2

48.360.373.088.9

114.31 4 1 . 31 6 8 . 3

219.1273.0323.9355.6

406.4457.2508.0609.6

8

:t1 4

:82 02 4

?h%

:%

1%

2 2 %3

4

5

8

:;1 4

:i2 02 4

13.49

:8%.

23.0128.5833.3435.71

40.49

;i%59154

219.1273.0323.9355.6

406.4457.2508.0609.6

1 0 . 31 3 . 71 7 . 1

2 1 . 32 6 . 73 3 . 442.248.360.373.088.9

B - 2 2 APÉNDICE B - INFORMACIÓN TÉCNICA CRANE

B-13a. Tuberías comerciales de acero (continuación)Con base en ANSI B36.10: 1970 y BS 1600: Parte 2: 1970

Tubería de espesor esthndar

Medida nominal Dihmetro Espesor Dihmetrode la exterior interior

tuberíapulgadas mm mm mm

l’8 10.3 1.73‘/4 13.7 2.24 9.;3’8 17.1 2.31 1215

‘h 21.3 2.77 15.8% 26.7 2.87 21.0

:v, 42.2 33.4 3.56 3.38 26.6 35.1

1% 48.3 3.68 40.9åv, 60.3 73.0 3.91 5.16 62.7 52.5

3 88.9 5.49 77.9

3% 101.6 5.74 90.14 114.3 6 .02 102.3

ii 141.3 168.3 7.11 6.55 128.2 154.1- .“v.“.8 219.1 s 8.18 202.7

10 273.0 S 9.27 254.5

1 2 323.9 s 9.52 304.9

Tuberia doble extra reforzada

j-5Lq-h~~~

48.360.373.088.9

114.3141.3168.3219.1

273.0323.9

mm mm

7.47 6.47.82 11.19.09 15.29 .70 22.8

10.16 28.011.07 38.214.02 45.015.24 58.4

17.12 80.119.0521.95 EJ22.22 174:7

25.40 222.225 .40 273.1

Tubería extra reforzada

hedida nominal Diámetro Espesorde la exterior

tuberíapulgadas mm mm

Diámetrointerior

mm

3% 101.6 8.08 85.44 114.3 8.56 97.2

5141.3 9 .52 122.3168.3 10.97 146.4

8 219.1 12.70 193.7

10 273.0 12.70 247.6

12 323.9 12.70 298.5


GRAFICOS DE MEDIDORES DE FLUJO

Figura 1. Coe

ficiente Cv

para med

idores de Ve

nturi

plac

Fuen

te: C

rane

, 197

6

Fuen

te: O

con y To

jo, 197

0


CARACTERISTICAS DEL FLUJO EN VALVULAS, ACCESORIOS Y TUBERIAS

CRANEAPÉNDICE A - PROPIEDADES FíSICAS DE ALGUNOS FLUIDOS Y

CARACTERíSTICAS DEL FLUJO EN VÁLVULAS, ACCESORIOS Y TUBERíAS

A-21a. Rugosidad relativa de los materiales de las tuberías y factorde fricción para flujo en régimen de turbulencia total

A - 41

DíAmetro de la tubería, en pulgadas

1 2 3 4 56 8 10 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 8 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0. . . *._..* .

(La I~ugosi dad absoluta E en milímetros)

Adaptacion de datos extraídos ce la re-ferencia 18 de la Bibliografía.

.05l+ul- 07.,

.04l-Luu-L.f0 6

.03

.02 #j-p++ .05

.04.Ol

,008 .035

,006,005 03, 0 0 4

.003t+ppIp

,025

.0021.

! ! ! ! ! u

.02

.0008,018

.0006

.0005

OOOOSl1-[711IrlI’

.000008 1111111111

.000006 t’t

Diámetro interior de la tubería en milimetros - d

Problema: Determínense las rugosidades absoluta y relativa y el factor de rozamiento para flu-jo en turbulencia total, en una tubería de hierro fundido de 250 mm de diámetro interior.Solución: La rugosidad absoluta (r) = 0.26... Rugosidad relativa (.s/d) = 0.001. ..Factor de fricción para flujo en régimen de turbulencia total (B = 0.0196

APÉNDICE A - PROPIEDADES FíSICAS DE ALGUNOS FLUIDOS YA - 4 2 CARACTERíSTICAS DEL FLUJO EN VÁLVULAS, ACCESORIOS Y TUBERíAS CRANE

A-21b. Rugosidad relativa de los materiales de’ las tuberías y factorde fricción para flujo en régimen de turbulencia total

Diámetro de la tubería en pies - D

.Ol.008

.006

.005,004

lllll\ I I / IIYIIII

.I .I . . MADERA+\l 1 / 1 1 NI 1 1

.0003

.oow

.OOOlì

.00006.00005.00004

.OOû03

Il ll Il I I I I I IJ

J ‘t JbJ ‘t Jb 8 108 10 2020 3030 46 5@60 so 10G46 5@60 s o 10G 200200 300300Diámetro de la tubería, en pulgadas - d

Adaptación de datos extraídos de la re-ferencia 18 de la Bibliografía, con auto-rización.

Problema: Determínense las rugosidades absoluta y relativa y el factor de razonamiento paraflujo en turbulencia total, en una tubería de hierro fundido de 10 pulg. de diámetro interior.Solución: La rugosidad absoluta (E) = 0.26... Rugosidad relativa (E/D) = 0.001 . . . Factor defricción para flujo en régimen de turbulencia total m = 0.0196

AP

ÉN

DIC

E A

- P

RO

PIE

DA

DE

S F

íSIC

AS

DE

AL

GU

NO

S F

LU

IDO

S Y

CR

AN

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TIC

AS

DE

L F

LU

JO E

N V

ÁL

VU

LA

S, A

CC

ES

OR

IOS

Y T

UB

ER

íAS

A-

43

AZb.

Fa

cto

res

de

fricc

ión

pa

ra c

ua

lqu

ier tip

o d

e ttibería

co

me

rcia

l

AP

ÉN

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E A

- P

RO

PIE

DA

DE

S F

íSIC

AS

DE

AL

GU

NO

S F

LU

IDO

S Y

A-

44

CA

RA

CT

ER

íST

ICA

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FL

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EN

VA

LV

UL

AS

, AC

CE

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RIO

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RíA

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RA

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A- 2

3a

. Fa

cto

res

de

fricc

ión

pa

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be

rías

co

me

rcia

l& d

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ro lim

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AP

ÉN

DIC

E A

- P

RO

PIE

DA

DE

S FiSICAS

DE

AL

GU

NO

S F

LU

IDO

S Y

CR

AN

ECARACTERíSTICAS

DE

L F

LU

JO E

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ÁL

VU

LA

S, A

CC

ES

OR

IOS

Y TUBERíAS

A-

45

A-2

3b

. Fa

cto

res

de

fricc

ión

pa

ra tu

be

rías

co

me

rcia

les

de

ac

ero

limp

ias

APENDICE A - PROPIEDADES FíSICAS DE ALGUNOS FLUIDOS YA - 4 6 CARACTERíSTICAS DEL FLUJO EN VALVULAS, ACCESORIOS Y TUBERíAS CRANE

A-24. TABLA DEL FACTOR “K” (página 1 de 4)Coeficientes de resistencia (K) válidos para válvulas y accesorios

1°K” está basado en el uso de las tuberías cuyos números de c6dula se dan en la página Z-10

FACTORES DE FRICCIÓN PARA TUBERíAS COMERCIALES, NUEVAS,DE ACERO, CON FLUJO EN LA ZONA DE TOTAL TURBULENCIA

DiAmetro mm 1 5 20 2 5 32 4 0 5 0 65,80 100 125 150 200,250 300400 450-600Nominal Pa 1% 34 1 1% 1% 2 2%,3 4 5 6 8: 10 12-16 18-24Factor defricción (fTr) .027 .025 .023 .022 .021 .019 .018 .017 ,016 .OlS .014 .013 .012

FÓRMULAS PARA EL CÁLCULO DEL FACTOR “K” PARA VÁLVULASY ACCESORIOS CON SECCIONES DE PASO REDUCIDO

Fórmula 1

K2 = KI=-P’ B4

Fórmula 2

K, =

Fórmula 3

2.6K, =

8’ P4

Fórmula 4

K 2 =(‘-fl’)’ =&,B” p4

Fbrmula 5

K, = 5 + Fórmula 1 + Fórmula 3

K =K, tsent[O.8(1 -/3*)+2.6(1 -/3*)‘]2

P’

Fórmula 6

K, =K! + Fórmula 2 + Fórmula 4B”

K, = K, + 0.5 - 0’) t (1 -P’)’

8’

Fórmula 7

K, =-F+ t fl (Fórmula 2 + Fórmula 4), cuandoe = 180”

K = K, +P CO.5 (1 - 0’) + (1 - p2j2 1í P

El subíndice 1 define dimensiones ycoeficientes para el diAmetr0 menor.El subíndice 2 se refiere al diáme-tro mayor.

*Úsese el valor de K proporcionado por el proveedor, cuando se disponga de dicho valor

ESTRECHAMIENTO BRUSCO Y GRADUAL ENSANCHAMIENTO BRUSCO Y GRADUAL

Si: 0 T 4.5” . . . . . . . . . . K, = Fórmula 1 Si: 6 T 45” . . . . . . . . . K, = Fórmula 3

45” < e 7 180” . . . . K, = Fórmula 2 45”<8 T 180“.... K,=Fórmula4


CARACTERíSTICAS DEL FLUJO EN VÁLVULAS, ACCESORIOS Y TUBERíAS

A-24 TABLA DEL FACTOR “K” (página 2 de 4)Coeficientes de resistencia (K) válidos para válvulas y accesorios

A - 47

VÁLVULAS DE COMPUERTADe cuña, de doble obturador o tipo macho

(cónico)r0

Si:b= 1,8=0 . . . . . . . . . . . . . . K, =8fTfl< 1 y 0 T 45”. . . . . . . K, = Fórmula 5

/3< 1 y 45”<Bc 180”.... K,=Fórmula6

VALVULAS DE GLOBO Y ANGULARES

Si: fl= 1 K, =340 f,

-kk

S i : fi=l....K,=55f~

Si: /3= 1.. . K, = 15OfT Si: fl=l....K,=55fT

Todas las válvulas de globo y angulares con asiento redu-cido s de mariposa

Si: /3 < 1. . . . K, = Fórmula 7

VÁLVULAS DE RETENCIÓN DE DISCOOSCILANTE

K = 100fT K=50fTVelocidad mínima en la tubería para levantar totalmenteel obturador

Wseg) = 45 vF = 756 ~_(pie/seg) = 3 5 di7 = 60 d?

~.-U/L Registradas = 12Ofl = Io0 -\/v

VALVULAS DE RETENClON DEOBTURADOR ASCENDENTE

Si: fl = 1. . K, = 6OOfT/3 < 1. . . K, = Fórmula 7

Velocidad mínima en la tubería para levantar totalmente

el obturador = 50 82 fim/seg 40 P2 dV pie/seg

EId,

si: p=l....K,=55fT/3 -c 1. . K, = Fórmula 7

Velocidad mínima en la tubería para levantar totalmente

el obturador = 170 fl* em/seg 140 p2 *pie/seg

VALVULAS DE RETENCIÓN DE DISCOBASCULANTE

Pasos

SOmm(2”) a 2OOmm(8”)K=250mm (10’1 a 350mm(l4”)K=

4OOmm(16”) a 1200mm(48”)K=Velocidad mínima en la tubería paraabrir totalmente el obturador = mIsel

pielse)

Ed = 5” d = 15

12ofT

90 fT60 fT

4oG

APCNDICE A - PROPIEDADES FÍSICAS DE ALGUNOS FLUIDOS YA - 4 8 CARACTERíSTICAS DEL FLUJO EN VÁLVULAS, ACCESORIOS Y TUBERiAS CRANE


VÁLVULAS DE RETENCIÓN YCIERRE

(Tipos recto y angular)

Si: Si:

p= l.... K, =4OOfy. p= l.... K, =2oofT/kl.... K,=Fórmula7 p< l.... K,=Fórmula7

Velocidad mínima en la Velocidad mínima en latubería para levantar tubería para levantartotalmente el obturador totalmente el obturador

m/seg = 70 42 fi =954’ ti

pie/seg = 55 fl* fl = 75 82 G-

3d,

Si: Si:

flzl.... K,=300f, /3= l.... K,=350fTfl< 1. . . . K, = Fórmula 7 /3 < 1. K, = Fórmula 7

velocidad mínima en la tubería para abrir totalmenteel obturador

m/seg --750' d7 pie/seg = 60 p2 fl

fl= l.... K,=SSfT /3= l.... K,=55f,/3 < 1. . . K, = Fórmula 7 /3 < 1. . . . K, = Fórmula 7

Velocidad mínima en la tubería para levantartotalmente el obturador

mdseg = 17Op’ fl (pie/seg) = 140 p2 *

VÁLVULAS DE PIE CON FILTRO

Obturador ascendente Obturador oscilante

K =420fTVelocidad mínima en latubería para levantartotalmente el obturador

m/seg = 20 fl

K=75fTVelocidad mínima en latubería para levantartotalmente el obturador

=45 d-7

pie/seg = 15 C

VÁLVULAS DE GLOBO

Si: /3= l,t’=O.. . . . . . . . . . . . . . . . K, =3fT/3 < 1 y 0 T 45” . . . . . . . . . . . . K, = Fórmula 5

/3 < 1 y 45” < 0 T 180”. . . . . . K, = Fórmula 6

VÁLVULAS DE MARIPOSA

Diámetro 50 mm (2”) a 200 mm (8”). . . . . . K = 45 fTDiámetro 250 mm (10”) a 350 mm (14”). . . K = 35fTDiámetro 400 mm (16”) a 600 mm (24”) . . K = 25 fT

CRANEAPÉNDICE A - PROPIEDADES FiSlCAS DE ALGUNOS FLUIDOS Y

CARACTERíSTICAS DEL FLUJO EN VÁLVULAS, ACCESORIOS Y TUBERíAS A - 4 9


VÁLVULAS DE MACHO Y LLAVES

Paso directo tres entradas,-x

( .;f

Vista X-X l.I--i

Si: /3= 1, S i : /3=1, Si: /3 = 1,K, = 18fT K, =30fT K, =90fr

Si: /3 < 1 K, = Fórmula 6

4CURVAS EN ESCUADRA

0 FALSA ESCUADRA

CURVAS Y CODOS DE 90” CON BRIDAS0 CON EXTREMOS PARA

SOLDAR A TOPE

rid K r/d K

El coeficiente de resistencia KS,, para curvas que no seande 90“ puede determinarse con la fórmula:

KB=(n-1) 0.25nfT;+0.5K +Ki 1

n = número de curvas de 90”K = coeficiente de resistencia para una curva de 90”

(según tabla)

CURVAS DE 180” DE RADIO CORTO

K=5OfT

t

CODOS ESTÁNDAR0 45”

ti I

\

,- ~ /Ii.

4--f+

/

K=30fT K= 16fT

CONEXIONES ESTÁNDAR EN “T”

ymlmT-- -;---;1 Im

Flujo directo . . . . . . . . K=20fTFlujo desviado a 90”. . K = 60 fT

ENTRADAS DE TUBERíA

Con resalte A topelacia el’ interior

r pig f-7

K= 0.78 *de cantos vivos Véanse losvalores de Ken la tabla

SALIDAS DE TUBERíA

Con resalte De cantos vivos Redondeada

34 4

K= 1.0 K= 1.0 K= 1.0

APÉNDICE A - PROPIEDADES FiSICAS DE ALGUNOS FLUIDOS Y

A - 5 0 CARACTERíSTICAS DEL FLUJO EN VÁLVULAS, ACCESORIOS Y TUBERiAS CRANE

A-25a. Longitudes equivalentes L y LID, nomograma del coeficiente deresistencia K

1 0 0 0

9 0 08 0 0

7 0 0

5 0 0

4 0 0 sg.E

3 0 0 e2eam

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Diám. int. de la tuberla, en mm

c 0 . 2

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0 . 0 60 . 0 50 . 0 4

0 . 0 3

d

1 3 0 0i 1 0 0 0

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//

1

3’4318 r

2 0

1/2

1 2

Paso de ¡a tubería ced. 40,


CARACTERíSTICAS DEL FLUJO EN VÁLVULAS, ACCESORIOS Y TUBERíAS A - 51

A-25b. Longitudes equivalentes L y LID, nomograma del coeficiente deresistencia K

L/D

/’/’

,’/’

/’/

d

600050004000

li000

2000

mmol

-1

“V

40

2ms

30

- -

Paso de la tuberia ced. 40, pulg.


DIMENSIONAMIENTO DE TUBERIAS

Fuente: Datos hidráulicos de Cameron

Fuente: Datos Hidráulicos de Cameron

Fuente: Kern, 1974

Fuente: Kern, 1974

Fuente: Datos hidráulicos de Cameron

Fuente: Kern, 1974

UNIVERSIDAD NACIONA L EXPERIMENTAL FRANCISCO DE … · caracteristicas del flujo en valvulas,...

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