01. ecuacion de la energía
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7/26/2019 01. Ecuacion de La Energa
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UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS
ING. CIVIL. MECANICA DE FLUIDOS II
MSc. DENIS ARANGURI CAYETANO
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Sistema de bombeo y lnea de tubera
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Cmo se representa los diferentes tipo de energa en un sistema de
transporte de fluido?
A qu se le denomina perdidas primarias, longitudinales o de friccin?
Quines son responsables de las prdidas secundarias en un sistema de
transporte de fluido?
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Logro de aprendizaje
Al trmino de la sesin, el estudiante, resuelve ejercicios y
problemas, sobre La ecuacin General de la Energa y las prdidas
de carga que ocurren en un sistema de tuberas, basados en la
aplicacin de ingeniera, con precisin en los resultados, delimitacin
del procedimiento, y correspondencia con la fundamentacin terica.
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ECUACIN DE CONSERVACIN DE LAENERGA. PERDIDAS POR FRICCIN Y
POR ACCESORIOS
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ECUACIN GENERAL DE ENERGA
hA
hL
hR
hL
Bomba
Vlvula
Turbina
Codo
2
2
2
2
1
2
1
1
22
P
g
vzhhh
P
g
vz LRA
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hA = Energa aadida o agregada al fluido por una bomba u otro
dispositivo
hR= Energa retirada o removida del fluido mediante un dispositivo
mecnico, por ejemplo una turbina
hL= Perdidas de energa por parte del fluido por efecto de friccin o por
presencia de vlvulas, conectores, y rugosidad de tuberas
2
2
2
2
1
2
1
1
22
PgvzhhhP
gvz LRA
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PRDIDAS DE ENERGA hL
Las prdidas totales de energa hLes dada por
Las prdidas de energa por accesorios = se dan por cambios de direccin y
velocidad del fluido en vlvulas te, codos, aberturas graduales y sbitas entre otros
Las prdidas por friccin = se dan por el contacto del fluido con las paredes de las
tuberas y conductos que por lo general son rugosos
tuberasenfriccinporperdidasaccesoriosporperdidashL
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CLASIFICACION DE SISTEMAS DE
FLUIDOS
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La mayora de los sistemas de flujo de tubera involucran grandes prdidas deenerga de friccin y prdidas menores
Si el sistema es arreglado de tal forma que el fluido fluye a travs de una lneacontinua sin ramificaciones, ste se conoce con el nombre de Sistema en serie.
B
Vlvula
Flujo
Lnea
de
succin
Lnea de
descarga
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Si el flujo se ramifica en dos o ms lneas, se le conoce con el nombre de Sistema
en Paralelo
Vlvula
Vlvula
12
Qc
Qa
Qb
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SISTEMAS EN SERIE
g
vz
phh
g
vz
pLA
22
2
2
2
2
2
1
1
1
Utilizando la superficie de cada depsito como punto de referencia
tenemos:
B
Vlvula
FlujoLnea de
succin
1
2
-
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g
vz
phh
g
vz
pLA
22
2
2
2
2
2
1
1
1
654321 hhhhhhhL
Los trminos hAy hLindican la energa agregada al fluido y la energa perdida delsistema en cualquier lugar entre los puntos de referencia 1 y 2
hAes la energa agregada por la bomba
La energa se pierde debido a diferentes condiciones:
hL = prdida de energa total por unidad de peso del fluido
h1 = prdida en la entrada
h2 = prdida por friccin en la lnea de succin
h3 = prdida de energa en la vlvula h4 = prdida de energa en los dos codos a 90
h5 = prdida por friccin en la lnea de descarga
h6 = prdida a la salida
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En el diseo de un sistema de flujo detubera existen seis parmetros bsicos
involucrados
1. Las prdidas de energa del sistema o la adiccin de energa al sistema
2. La velocidad de flujo de volumen del fluido o la velocidad del fluido
3. El tamao de la tubera4. La longitud de la tubera
5. La rugosidad de la pared de la tubera
6. Las propiedades del fluido como peso especfico, densidad y viscosidad
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Prdidas de carga
En toda transformacin energtica existe una degradacin (los rozamientos
convierten en calor parte de la energa transformada).
Al considerarse la friccin, sta se manifiesta como una cada de presin (p).
Eso quiere decir que disminuye la altura que puede alcanzar un fluido debido a la
presin total que dispona al inicio.
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Prdidas de energa POR LONGITUD
(Debido a la friccin)
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Perdidas singulares o menores
Los componentes adicionales (vlvulas, codos, conexiones en T, etc.) contribuyen a
la prdida global del sistema y se denominan prdidas menores.
La mayor parte de la energa perdida por un sistema se asocia a la friccin en la
porciones rectas de la tubera y se denomina prdidas mayores.
Por ejemplo, la prdida de carga o resistencia al flujo a travs de una vlvula puede
ser una porcin importante de la resistencia en el sistema. As, con la vlvula
cerrada la resistencia al flujo es infinita; mientras que con la vlvula
completamente abierta la resistencia al flujo puede o no ser insignificante.
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ACCESORIOS TIPICOS
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Prdidas Menores: Condiciones de flujo de salida
Una prdida de carga (la prdida de salida) se produce cuando unfluido pasa desde una tubera hacia un depsito.
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Sistema de lnea de tuberas en serie
Si un sistema se arregla de manera tal que el fluido fluye a travs deuna lnea continua sin ramificaciones, dicho sistema se conocecomo sistema en serie. Toda partcula de fluido que pasa por elsistema pasa a travs de cada una de las tuberas.
El caudal (pero no la velocidad) es el mismo en cada tubera, y laprdida de carga desde el punto A hasta el punto B es la suma delas prdidas de carga en cada una de ellas:
321 QQQ 321 LLLL hhhh BA
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Sistema de lnea de tuberas en paralelo
En este sistema en paralelo, una partcula de fluido que se desplaza desdeA hasta B puede seguir cualquiera de las trayectorias disponibles, donde elcaudal total es la suma de los caudales en cada tubera.
La prdida de carga entre A y B de cualquier partcula que se desplaceentre dichos puntos es la misma, es decir, independientemente de latrayectoria seguida:
321 QQQQ 321BA LLLL hhhh