ecuación de la energía para fluidos incomprensibles

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fluidos

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ECUACIN DE LA ENERGA PARA FLUIDOS INCOMPRENSIBLESLa ecuacin de la energa es vlida para una lnea de corriente de flujo permanente y uniforme y sin rozamiento.En estas circunstancias, la suma de las energas de presin, cintica y potencial, se mantiene constante a lo largo de la mencionada lnea.La ecuacin de la energa recibe tambin el nombre de ecuacin de Bernouilli:La expresin analtica de dicha ecuacin es la siguiente:

Esta ecuacin puede expresarse de este otro modo:

Donde:P1= Presin en el punto 1Z1= Cota del punto 1V1= Velocidad del fluido en el punto 1g= Peso especfico del fluidog = Aceleracin de la gravedadP2= Presin del fluido en el punto 2Z2= Cota del punto 2Cuando se aplica la ecuacin de Bernouilli, puede suceder que: La velocidad sea constante, entonces la ecuacin ser la siguiente:

Z = Cte., la expresin ser la siguiente:

P = Cte., la expresin ser la siguiente:

Cuando el fluido que circula por las conducciones es agua, hay que considerar la aparicin del rozamiento que convierte en calor parte de la energa transformada cuando la circulacin del agua arrastra partculas del lquido elemento desde el punto 1 al 2. La ecuacin de Bernouilli se puede expresar del siguiente modo:

Donde:hf = Es la prdida de carga producida por el rozamiento del agua en las tuberas.ALTURAS PIEZOMTRICAS, ALTURAS TOTALES Y ALTURASGEOMTRICASConviene antes de seguir adelante, realizar una serie de matizaciones en torno a los trminos de alturas piezomtricas, alturas totales y alturas geomtricas.Altura geomtrica, es la altura que tiene el eje de la tubera con respecto a un nivel de referencia determinado como puede ser el nivel del mar. La altura geomtrica se representa mediante la cota z. Esta altura cuantifica la energa potencial.El lugar geomtrico de las alturas geomtricas es la lnea de alturas geomtricas: Altura piezomtrica, es la suma de la altura geomtrica y de la altura de presin. El lugar geomtrico de las alturas piezomtricas se determina uniendo en una lnea la altura que en un fluido circulante alcanzan los distintos tubos piezomtricos emplazados a lo largo de la tubera que se considera.La expresin analtica de la altura piezomtrica es la siguiente:

Alturas totales. Estas alturas se obtienen sumando a las alturas piezomtricas, las alturas de la velocidad de circulacin (v2/2g).En la prctica, el trmino v2/2g, tiene escasa entidad ya que en las redes de abastecimiento, no conviene que la velocidad del agua alcance grandes valores (de 1 a 1,5 m/seg). Las alturas totales, por ello, tiende a despreciarse establecindose que para las redes de abastecimiento, el balance energtico del agua venga determinado por la lnea de alturas piezomtricas.En el supuesto de conducciones de agua, hay que tener en cuenta las perdidas de carga por friccin, esta prdida de carga es directamente proporcional a la longitud (L) de la tubera, por lo que la anterior expresin debe ser corregida para quedar del modo siguiente:

Esta expresin tambin se puede representar de este otro modo:

Donde:L = Longitud del tramo de tubera considerado entre los puntos 1 y 2A la cada de presin H debida a la friccin, se le denomina prdida de carga. A la cada de presin en la tubera por m.l, se le denomina, prdida de carga unitaria (K). La prdida de carga unitaria se puede expresar en m.c.a/m.l o en m.c.a/Km.K , es funcin de diversos parmetros del sistema, como pueden ser entre otros: El dimetro. La rugosidad. El caudal. El rgimen del movimiento (laminar o turbulento).A las prdidas de carga por tramo hay que sumarle las prdidas de carga localizadas, producidas por vlvulas, codos, curvas, etc., tambin hay que considerar la prdida de carga por envejecimiento.