Diferencias entre canales y tuberías
Enviado por garzaisrael • 8 de Enero de 2013 • Trabajos • 1.288 Palabras (6 Páginas) • 3.911 Visitas
INTRODUCCIÓN
Diferencias entre canales y tuberías
Son varias las diferencias que pueden establecerse entre el flujo en un canal y en una tubería.
El canal tiene una superficie libre que está en contacto con la atmósfera.
En la tubería el líquido está confinado. Es un conducto cerrado. Hay presión ejercida por el fluido sobre el contorno.
La diferencia entre un canal y una tubería no está, pues, en la forma de la sección transversal, sino en el comportamiento hidráulico.
En las tuberías la presión ejercida por el fluido en cada punto está representada gráficamente por la altura que alcanza el líquido en un pequeño tubo (piezómetro) conectado a la tubería, tal como puede verse en la Figura 1.2 en la que p es la presión y es el peso específico del fluido.
La altura que alcanza el fluido en el piezómetro, referida a un plano horizontal, se denomina cota piezométrica.
En los canales por lo general el flujo es agua, en cambio en las tuberías puede tratarse de cualquier fluido (líquido o gaseoso).
El flujo en un conducto cerrado, que pueda tener la forma de una tubería, no es necesariamente un escurrimiento a presión. Tal sería el caso de un túnel o un conducto de desagüe en el que, por estar parcialmente lleno, haya una superficie libre.
Al haber contacto con la atmósfera, a través de la superficie libre, el conducto es hidráulicamente un canal.
En lo que respecta a tuberías la forma más común es la circular, pero no es la única. Hay canales de diferentes formas: sección cuadrada, rectangular, etc.
RESISTENCIA AL FLUJO EN CONDUCTOS A PRESIÓN
Tuberías
Las tuberías trabajando “a presión” permiten conducir el agua, aún a contrapendiente. Para eso requieren de cierta cantidad de energía por unidad de peso, proporcionada por una unidad de bombeo.
El flujo en un conducto puede ser flujo en canal abierto o flujo en tubería. Estas dos clases de flujos son similares en diferentes en muchos aspectos, pero estos se diferencian en un aspecto importante.
Ventajas
Conducen el agua directamente a los puntos de aplicación
No existen pérdidas de agua
No dificultan las operaciones de las máquinas ni el tránsito
Requieren menos mantenimiento y conservación que los canales en tierra y las regueras
Desventajas
El costo
Los conductos trabajando a presión constituyen una de las más importantes aplicaciones de la Ingeniería Hidráulica, y junto con los equipos de bombeo, integran los elementos básicos de cualquier sistema de abastecimiento. Las tuberías de hierro fundido fueron las primeras que comenzaron a utilizarse en el mundo desde mediados del siglo XV, pero no es hasta el siglo XVIII cuando a ser de uso común.
El funcionamiento hidráulico de las tuberías se basa en un par de principios bien conocidos: La Ley de Continuidad y la Ley de la Energía. Como se ha visto en la primera parte de esta obra, la Ley de Continuidad establece un balance de masa en un depósito cualquiera, establecido por la expresión, en la cual Qe=Gasto de entrada (lps), Qs=Gasto de Salida (lps), dVa/dt= Cambio en el volumen almacenado del depósito respecto al tiempo (lps); el gasto se define como, la cual define el volumen de agua que cruza por un punto dado en la unidad de tiempo.
ENERGÍA DE PRESIÓN: La energía de presión que posee la partícula es una forma energética especial y muy importante en la hidráulica. Si observamos el corte en la figura No.3, notaremos que la Energía necesaria para mover un elemento hidráulico será aquella que pueda vencer la presión que ofrece el cuerpo de agua acumulado aguas arriba. En tal caso, el trabajo efectuado será, En este caso, (P) representa la presión (Kg/cm2) que posee el agua en el punto de estudio siendo dividida entre el Peso Específico (i, kg/m3), el cual equivale a 1 kg/litro.
Selección de la Resistencia Adecuada
La presión de trabajo de la tubería definirá que tipo de resistencia comercial será recomendable; usualmente en el mercado se tienen grosores de tubería variable con el fin de reducir los costos de adquisición y de instalación. Por ello, es importante determinar la carga de presión (metros de columna de agua) a la que se verá sometido el tubo a lo largo de su trayectoria, y optar por una correcta distribución de espesores.
CALCULO DE FLUJO EN TUBERÍAS
Para
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