estudio del caudal en tuberías con fluidos compresibles. caso gas lp
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ESTUDIO DEL PÉRDIDAS DE CARGA EN TUBERÍAS
CASO GAS LICUADO DE PETRÓLEO
Ing. Juan Pablo Arias Cartínjarias@itcr.ac.cr
Escuela de Ing. ElectromecánicaTel. 2550-9354
Conducción de Fluidos
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• Los Fluidos pueden ser transportadospor dos formas:
• Conductos Cerrados o Tuberías donde seencuentran confinados a presión.
• Conductos Abiertos o Canales donde seencuentran a presión atmosférica ycuentan con una superficie libre.
Ing. Juan Pablo Arias C.Escuela de ElectromecánicaRev. 01-2014
Pérdidas Primarias y Pérdidas Secundarias
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Pérdidas Primarias
• Son las que se producen porcontacto del fluido con lasuperficie de la tubería, entresus capas y por rozamientode sus partículas.
Pérdidas Secundarias
• Son las pérdidas producto delos cambios en la forma talescomo transiciones, codos,uniones, tees, ampliaciones,reducciones.
Pérdidas Primarias
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En el cálculo de las pérdidas de carga en tuberíasjuegan un papel discriminante dos factores:
• El que la tubería sea lisa o rugosa
• Tubería Lisa: Tubería Plástica o de Cobre.• Tubería Rugosa: Acero, Hierro Fundido,
Cemento.
• El régimen del flujo del fluido sea laminar oturbulento
• Laminar: Número de Reynolds menor a2000
• Turbulento: Número de Reynolds entre2000 y 100000
Número de Reynolds
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El número de Reynolds relaciona ladensidad, viscosidad, velocidad ydimensión típica de un flujo en unaexpresión adimensional, queinterviene en numerosos problemasde dinámica de fluidos.
Para un fluido que circula por elinterior de una tubería circular recta,el número de Reynolds viene dadopor:
ó
Ecuación de Darcy-Weisbach
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Experimentos realizados a finales del siglo XIX realizados contuberías de agua de diámetro constante demostraron que lapérdida de carga era directamente proporcional al cuadrado de lavelocidad media en la tubería y a la longitud de la tubería einversamente proporcional al diámetro de la misma.
Demostración del Cálculo para Flujo Laminar en Tubería Lisa y Rugosa
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Obtención de la Ecuación de Poiseuille
Ing. Juan Pablo Arias C.Escuela de ElectromecánicaRev. 01-2014
Pérdidas Secundarias
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Dos métodos para el cálculo de pérdidas de carga enaccesorios:
• Primer método: Por una fórmula especial y uncoeficiente de pérdidas adimensional de pérdidassecundarias.
• Segundo método: Por la misma ecuación deDarcy-Weisbach para pérdidas primarias perosustituyendo en dicha fórmula la longitud de latubería, L por la longitud equivalente Le.
Pérdidas Secundarias con el Segundo Método
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Este método consiste en considerar las pérdidassecundarias como longitudes, es decir longitudes enmetros o pies de un trozo de tubería del mismodiámetro que produciría las mismas pérdidas decarga que los accesorios en cuestión. Así cadaaccesorio: Codo, medidor, válvula, etc. Seríasustituido por una longitud de tubería equivalentecaracterístico de dicho accesorio, Le.
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Caso de Tubería para Sistema de Gas LP
Almacenamiento de Gas LP
Tubería de Alta Presión
Regulador de Alta Presión
Regulador de Segunda Etapa
Tubería de Segunda Etapa
Regulador de Línea
Aparatos de Consumo
Fuente: Gas LP Guía para el Comprador de Equipos, Fisher. (Adaptación)
Válvulas Antisísmicas y de
Corte Remoto
Ing. Juan Pablo Arias C.Escuela de ElectromecánicaRev. 01-2014
Caso de Tuberías para Sistema de Gas LP
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Fuente: Norma NFPA 54, Código Nacional de Gas Combustible. Edición 2009. Anexo C
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Caso de Tuberías para Sistema de Gas LP
HOJA DE CÁLCULO EN EXCEL
Ing. Juan Pablo Arias C.Escuela de ElectromecánicaRev. 01-2014
Normas NFPA relacionadas con Gas LP
• Las Normas NFPA
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NFPA 58 Código de Gas Licuado de Petróleo
NFPA 54 Código Nacional de Gas Combustible
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