CALCULOS DE LA TUBERIA FORZADA DE UNA CENTRAL HIDROELECTRICA
Enviado por alexyyimiriam • 2 de Junio de 2018 • Prácticas o problemas • 2.253 Palabras (10 Páginas) • 1.680 Visitas
CALCULOS DE LA TUBERIA FORZADA DE UNA CENTRAL HIDROELECTRICA
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01-JUNIO-2018
CALCULOS DE LA TUBERIA FORZADA DE UNA CENTRAL HIDROELECTRICA
Junio 2018.
Maestría Energías Renovables.
Mercado Energético
INDICE
- INTRODUCION__________________________________________________ 4
- OBJETIVOS_______________________________________________ 5
- BASE DE ANALISIS ________________________________________ 6
1.2.1 Perdidas Primarias ________________________________________ 6
1.2.2 Factor de fricción. Ecuación de Darcy ________________________ 6
1.2.3 Perdidas Secundarias ______________________________________ 7
- DIMENSIONAMIENTO DE LA TUBERIA ____________________________ 7
2.1 FORMULA DE BRESSE _____________________________________ 7
2.2 FORMULA DE FAHLBUSCH _________________________________ 9
- CALCULO DE LAS PERDIDAS DE CARGA ___________________________11
3.1 PERDIDAS PRIMARIAS _____________________________________ 11
3.1.1 TUBERIA 1_______________________________________________ 11
3.1.2 TUBERIA 2 ______________________________________________ 11
3.1.3 TUBERIA 3_______________________________________________ 11
3.1.4 TUBERIA 4 ______________________________________________ 11
3.1.5 TUBERIA 5 ______________________________________________ 12
3.2 PERDIDAS SECUNDARIAS__________________________________ 12
3.2.1 REJILLA _________________________________________________ 12
3.2.2 CODO 1 _________________________________________________ 13
3.2.3 CODO 2 _________________________________________________ 13
3.2.4 BIFURCACION ___________________________________________ 14
3.2.5 VALVULA DE BOLA _____________________________________ 15
3.3 PERDIDAS TOTALES ______________________________________ 16
- CONCLUSIONES ________________________________________________ 17
- BIBLIOGRAFIA _________________________________________________ 18
- INTRODUCION
El ejercicio está enfocado en determinar el análisis representativo de las perdidas primarias y secundarias presentes en la tubería forzada para una central hidroeléctrica. Igualmente se busca enfatizar en el cálculo real de los diferentes accesorios que hacen parte del conjunto hidráulico de la tubería forzada.
Conocer el paso a paso para determinar la potencia final de la central hidroeléctrica, dependiendo de las perdidas primarias y secundarias que se presentan dentro de la tubería forzada. Igualmente, el análisis de selección de los accesorios para el cálculo final.
- OBJETIVOS
- Dimensionar una tubería forzada utilizando los métodos de cálculo que sean necesarios para el desarrollo y ejecución de este.
- Calcular las pérdidas de carga que se presentan en el desarrollo del análisis del circuito hidráulico, con el fin de interpretar y evaluar sus implicaciones de la tubería forzada.
- Realizar los cálculos utilizando las ecuaciones de pérdidas de energía para cada accesorio.
- Determinar el factor de pérdida de fricción para la perdida primaria en la tubería.
- Identificar el cambio de potencia instalada representado por la presencia de perdidas primarias y secundarias en el circuito hidráulico de la tubería forzada.
- BASE DE ANALISIS
Figura 1. Esquema y datos del ejercicio.
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Figura 1. Esquema y datos del ejercicio.
Fuente: UEM
El criterio de la velocidad máxima se utilizará para verificar que la velocidad del agua en la tubería a caudal nominal no se ha elevada para que pueda producir daño a la tubería y a todo el conjunto hidráulico de la central, evitando así la cavitación y golpe de ariete. La tubería es fabricada en acero por lo que se obtendrá un valor máximo de 6 a 7 m/s.
1.2.1 Perdidas Primarias
Al circular el agua por una tubería, dado que lleva una cierta velocidad que es energía cinética, al rozar con las paredes de la tubería pierde parte de la velocidad por la fricción que se produce entre el material y el líquido contra el sólido de las paredes. Entre mayor es la velocidad mayor será el roce.
1.2.2 Factor de fricción. Ecuación de Darcy.
La ecuación de DarcyWeisbach es la fórmula fundamental usada paradeterminar las pérdidas debidas a la fricción a lo largo de las tuberías. Establece que las pérdidas de energía hl, en una tubería, es directamente proporcional a la longitud L y la energía cinética, V2/2g, presentes, e inversamente proporcional al diámetro de la tubería, D. La fórmula se escribe como
1.2.3 Perdidas secundarias
hacen referencia a todos los accesorios que intervienen dentro de la tubería de carga, como codos, válvulas, uniones, bifurcaciones, por lo general dichas perdidas tiene un valor mínimo casi reducido que no cambia mucho en el diseño de la tubería.
- DIMENSIONAMIENTO DE LA TUBERIA
se ha empezado a calcular los parámetros iniciales del ejercicio, ya que como se puede ver en le figura 1 las longitudes de las tuberías, los ángulos y el caudal están relacionadas con ella. Se han obtenido los resultados que se pueden ver en la siguiente tabla 1 para el desarrollo y cálculo de la tubería forzada.
Tubería | K | L(m) | ALFA | ANGULO (°) | Q (m3/s) |
1 | 9 | 110 | 45 | 45 | 27,78 |
2 | 9 | 280 | 45 | 135 | 27,78 |
3 | 9 | 130 | 45 | 0 | 27,78 |
4 | 9 | 25 | 45 | 0 | 13,89 |
5 | 9 | 25 | 45 | 0 | 13,89 |
Tabla 1. Datos del Ejercicio
La tubería 4 y 5 se reduce a la mitad por tener la bifurcación. Y por lo tanto debemos calcular el caudal en estas tuberías. Igualmente se debe determinar el valor del salto o altura, donde las longitudes de la tubería 3, 4 y 5 están sobre la horizontal, así que debemos tener en cuenta las longitudes de la tubería 1 y 2 para el cálculo de la altura.
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