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• Percy Apolitano Torres

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PROBLEMA N° 66 Calcule la perdida de energía a 0.20 pies3/s de agua que fluye a través de una distancia de 80 pies en un conducto de acero de 21/2 pulg. Calibre 40 Solución: Datos. Caudal: 𝑄 = 0.20 𝑝𝑖𝑒𝑠 3 /𝑠 Diámetro del conducto: 𝐷 = 2.469 𝑝𝑢𝑙𝑔 = 0.2058 𝑝𝑖𝑒𝑠 → 𝐴𝑟𝑒𝑎 = 0.03326 𝑝𝑖𝑒𝑠 2 Longitud: 𝐿 = 80 𝑝𝑖𝑒𝑠 Coeficiente de Hazen y Williams: 𝐶ℎ = 100 Radio hidráulico: 𝑅 =

𝐷 4

= 0.0515 𝑝𝑖𝑒𝑠

Calculamos la perdida de energía ℎ𝐿 = 𝐿 [

1.852 𝑄 ] 1.32 ∗ 𝐴 ∗ 𝐶ℎ ∗ 𝑅 0.63

Remplazando los datos en la ecuación ℎ𝐿 = 80 [

1.852 0.20 ] (1.32)(0.03326)(100)(0.0515)0.63

𝒉𝑳 = 𝟖. 𝟑𝟓 𝒑𝒊𝒆𝒔 por lo tanto, la perdida de energía en la tubería es: 𝒉𝑳 = 𝟖. 𝟑𝟓 𝒑𝒊𝒆𝒔

PROBLEMA N° 68 Especifique un tamaño adecuado de conducto de acero calibre 40, nuevo y limpio. Que transportaría 300 gal/min de agua sobre una longitud de 1200 pies, con no más de 10 pies de pérdida de cabeza. Para el conducto seleccionado. Calcule la pérdida de cabeza real esperada. Solución: Datos. Caudal: 𝑝𝑖𝑒𝑠 3 1 𝑠 𝑔𝑎𝑙 𝑄 = 300 ∗ = 0.668 𝑚𝑖𝑛 449 𝑔𝑎𝑙/𝑚𝑖𝑛 Diámetro del conducto: 𝐷 =? Longitud: 𝐿 = 1200 𝑝𝑖𝑒𝑠 Coeficiente de Hazen y Williams: 𝐶ℎ = 130

Perdida de energía: ℎ𝐿 = 10 𝑝𝑖𝑒𝑠 Hallamos, S 𝑆=

ℎ𝐿 𝑝𝑖𝑒𝑠 = 10 = 0.0083𝑝𝑖𝑒𝑠/𝑝𝑖𝑒𝑠 𝐿 1200 𝑝𝑖𝑒𝑠

Hallamos el diámetro de la tubería 𝐷=[

2.31 ∗ 𝑄 0.380 ] 𝐶ℎ ∗ 𝑆 0.54

0.380 (2.31)(0.668) 𝐷=[ = 0.495 𝑝𝑖𝑒𝑠 ] (130)(0.00833)0.54

De acuerdo con el enunciado la tubería debe ser de acero nuevo y limpio, calibre 40 En la tabla; 6 pulgadas corresponden al diámetro hallado aproximadamente, entonces el diámetro correspondiente será: 𝑫 = 𝟎. 𝟓𝟎𝟓𝟒 𝒑𝒊𝒆𝒔

Hallamos la perdida de energía real para la tubería de 6 pulg. Sabemos que: 𝐷 = 0.5054 𝑝𝑖𝑒𝑠 Calculamos el radio hidráulico. 𝑅=

𝐷 = 1264 𝑝𝑖𝑒𝑠 4

Reemplazamos datos en la siguiente fórmula ℎ𝐿 = 𝐿 [

1.852 𝑄 ] 1.32 ∗ 𝐴 ∗ 𝐶ℎ ∗ 𝑅 0.63

ℎ𝐿 = 1200 [

1.852 0.668 ] (1.32)(0.2006)(130)(0.1264)0.63

𝒉𝑳 = 𝟗. 𝟎𝟓 𝒑𝒊𝒆𝒔 por lo tanto, la perdida de energía en la tubería es: 𝒉𝑳 = 𝟗. 𝟎𝟓 𝒑𝒊𝒆𝒔