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• Jose Manuel Guerrero Barboza

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HIDROMECANICA

UNIDAD 3: FUNDAMENTO DEL FLUJO DE FLUIDOS DOCENTE: ING. CLAUDIA RAMOS D.

EJERCICIO 6.85

En la figura, ilustramos un sistema donde fluye agua desde un tanque a través de un sistema de tuberías de distintos tamaños y elevaciones. Para los puntos A-G , calcule la carga de elevación, la carga de presión, la carga de velocidad y la carga total. Grafique estos valores en un diagrama CARGA TOTAL

HIDRÓSTÁTICA: SISTEMA EN EQUILIBRIO ESTÁTICO La prolongación imaginaria donde coincide el nivel de la superficie del agua en el tanque, con el nivel donde llega el agua en los tubos, se le denomina nivel estático

IMPORTANCIA DE LA PRESIÓN ESTÁTICA

 En función de la presión estática

existente en un punto dado, la tubería o manguera en ese punto deberá ser de mayor o menor espesor de pared, lo cual le dará, respectivamente, mayor o menor resistencia a la presión.

A TOMAR EN CUENTA Es importante explicar que el nivel estático en red a presión se mantendrá constante mientras el agua no entre en contacto con la atmósfera. Tan pronto el agua encuentra una superficie libre (como un tanque, una caja reunidora, o una caja rompe presión), la presión estática pasa a ser cero y a partir de esta nueva superficie libre existirá un nuevo nivel estático

Hidrodinámica: SISTEMA EN EQUILIBRIO DINÁMICO  La línea imaginaria que une los puntos donde

llegarían las columnas de agua y se denomina línea piezométrica o línea de gradiente hidráulico (LGH). Esta línea piezométrica cambiará según cambie el diámetro de la tubería, la velocidad del agua, o el caudal que circula por la misma. La altura de las columnas de agua en este caso en que el agua está en movimiento representan la llamada presión dinámica o presión residual

FLUJO A TRAVÉS DE TUBERÍAS

Cargas estática y dinámica de la línea de conducción

la organización panamericana de la salud que establece que para la carga estática máxima aceptable será de 50 m y la carga dinámica mínima será de 5 m para poblaciones rurales .

DISPOSITIVOS MECANICOS  MOTORES

DE FLUIDO: Dispositivos que toman energía de un fluido y la convierten a una forma de trabajo. El fluido impulsa los elementos rotatorios del dispositivo (motor). También se les conoce como turbinas

Funcionamiento de turbinas

POTENCIA Y EFICIENCIA QUE REQUIERE MOTOR DE FLUIDO POTENCIA DEL MOTOR:  PR = hR W  PR= hR 𝛾Q EFICIENCIA MECÁNICA DEL MOTOR:  𝜼𝒎𝒐𝒕𝒐𝒓 =

𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑞𝑢𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜

=

𝑃𝑂 𝑃𝑅

EJERCICIO 2 La carga extraída por la turbina CR de la Figura 2 es de 60 m y la presión en T es de 500 KPa. Para las 2 2 𝑉60 𝑉30 ൗ2𝑔 y 3 ൗ2𝑔 entre C y pérdidas entre W y R es 2 T. Determinar: a) el caudal de agua que circula, b) la altura de presión en R y c) Dibujar la línea de alturas totales.

PÉRDIDAS DE ENERGÍA EN SISTEMAS DE TUBERÍAS  Se componen de dos tipos de pérdidas:

ℎ𝐿 = ℎ𝑓 + ℎ𝑙𝑜𝑐

ANÁLISIS DE FLUJO POR REYNOLDS

TIPOS DE FLUJO  FLUJO LAMINAR: cuando la tinta no se mezcla. el

flujo se mueve en capas sin intercambio molecularpartículas del fluido entre ellas (se considera la viscosidad de Newton).  FLUJO TURBULENTO: cuando la tinta se mezcla completamente. Se presenta un intercambio molecular del fluido entre las capas que se mueven a diferente velocidad. Las partículas no tienen un vector velocidad muy definido. El flujo no es permanente (velocidad promedio o flujo cuasipermanente).

TIPOS DE FLUJO  FLUJO EN TRANSICIÓN: cuando el filamento

comienza a hacerse inestable, con una serie de ondulaciones manifiestas. Este se presenta tanto para caudales relativamente bajos o relativamente altos.

RELACIONES DE SIMILITUD

NÚMERO DE REYNOLDS

𝑁𝑅 =

𝑉𝐷𝜌 𝜂

=

𝑉𝐷 𝜈

Donde: V: velocidad del tubo o tubería D: diámetro interior del tubo o tubería 𝜌: densidad del fluido Tipos de flujos: 𝜂: viscosidad dinámica 𝑁𝑅 4000: flujo turbulento

2000