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• Pablo Jose

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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA. FACULTAD DE INGENIERÍA.

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Cuando hay flujo turbulento en tuberías: el cálculo de la pérdida de energía debida a la fricción se realiza utilizando la formula de DARCY.

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¿Cómo calcular el factor de fricción? Utilizar el diagrama de Moody. Debido a que el factor de fricción depende de: rugosidad relativa.

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Para poder usar el diagrama de Moody, se deben saber que condiciones son requeridas: 1. Se utiliza para tuberías. 2. Conocer el tipo de material, nos indica cual es la rugosidad que tiene, además del diámetro interno de la tubería a usar. 3. Se estima la fricción que sufre el fluido. 4. La temperatura a la cual se encuentra el fluido, para determinar su viscosidad absoluta.

ZONA CRITICA LAMINAR

PARTES DEL DIAGRAMA DE MOODY

TURBULENTO

1 = є/D = constante √f

є/D = 0

-2 log

є + 3.71D

2.51 Re√f

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Determine el factor de fricción f si por una tubería de hierro dúctil no recubierto de 1 pulgada de diámetro, fluye agua a 1600F y velocidad de 30.0 pies/seg. Solución: Primero debe evaluar el número de Reynolds para determinar si se trata de flujo laminar o turbulento:

PROPIEDADES DEL AGUA (Unidades SI (101 kPa (abs))

Peso específico (kN/m3)

Densidad ρ (kg/m3)

Viscosidad dinámica µ (ŋ) (Pa.s)

Viscosidad cinemática Ʋ (m2/s)

0

9.81

1000

1.75x10-3

1.75x10-6

5

9.81

1000

1.52x10-3

1.52x10-6

10

9.81

1000

1.30x10-3

1.30x10-6

15

9.81

1000

1.15x10-3

1.15x10-6

20

9.79

998

1.02x10-3

1.02x10-6

25

9.78

997

8.91x10-4

8.94x10-7

30

9.77

996

8.00x10-4

8.03x10-7

35

9.75

994

7.18x10-4

7.22x10-7

40

9.73

992

6.51x10-4

6.56x10-7

45

9.71

990

5.94x10-4

6.00x10-7

50

9.69

988

5.41x10-4

5.48x10-7

55

9.67

986

4.98x10-4

5.05x10-7

60

9.65

984

4.60x10-4

4.67x10-7

65

9.62

981

4.31x10-4

4.39x10-7

70

9.59

978

4.02x10-4

4.11x10-7

75

9.56

975

3.73x10-4

3.83x10-7

80

9.53

971

3.50x10-4

3.60x10-7

85

9.50

968

3.30x10-4

3.41x10-7

90

9.47

965

3.11x10-4

3.22x10-7

95

9.44

962

2.92x10-4

3.04x10-7

100

9.40

958

2.82x10-4

2.94x10-7

Temperatura (oC)

ᵧ

LAMINAR

TURBULENTO

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CALCULAR EL VALOR DE FRICCIÓN SI EL NÚMERO DE REYNOLDS ES 1X 105 Y LA RUGOSIDAD RELATIVA ES 2000.

SOLUCIÓN:

f = 0.0204

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USO: 

Diámetros: 2”  D 6´



V  10 pies/seg.



Temperatura 60º F

Fórmulas: 

V = 1.32 Ch R2/3 S0,54

Sistema (pies/seg)



V = 0.85 Ch R2/3 S054

Sistema (mt/seg)

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Para qué velocidad de flujo de agua habría una pérdida de 20 pies de carga en una tubería de acero nuevo y limpio de 6 pulgadas cédula 40, con una longitud de 1000 pies. Calcule el flujo volumétrico a dicha velocidad. Después vuelva a calcular con el valor de diseño Ch para tubería de acero.

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La magnitud de las pérdidas de energía se produce por fricción del fluido, las válvulas y accesorios: es directamente proporcional a la carga de velocidad del fluido.

hL = K (v2/2g) Donde el término K es el coeficiente de resistencia, que depende de la pieza por donde pase el flujo. V= Velocidad de paso en el dispositivo, en la pieza, o en la tubería inmediata de menor diámetro. g= gravedad.

Accesorios

K

L/D

Válvula esférica (totalmente abierta

10

350

Válvula en ángulo recto (totalmente abierta)

5

175

Válvula de seguridad (totalmente abierta)

2.5

-

Válvula de retención (totalmente abierta)

2

135

Válvula de compuerta (totalmente abierta)

0.2

13

Válvula de compuerta (abierta ¾)

1.15

35

Válvula de compuerta (abierta ½)

5.6

160

Válvula de compuerta (abierta ¼)

24

900

“T” por la salida lateral

1.80

67

Codo a 90º de radio corto (con bridas)

0.90

32

Codo a 90º de radio normal (con bridas)

0.75

27

Codo a 90º de radio grande (con bridas)

0.60

20

Codo a 45º de radio corto (con bridas)

0.45

-

Codo a 45º de radio normal (con bridas)

0.40

-

Codo a 45º de radio grande (con bridas)

0.35

-