Calculo de perdidas en un sistema de tuberías mecánica de fluidos
Enviado por Araveug • 14 de Junio de 2020 • Documentos de Investigación • 3.041 Palabras (13 Páginas) • 172 Visitas
Cálculo de la eficiencia del motor de una bomba de agua en un sistema de tubería en serie
Guevara Soto Usiel Instituto Tecnológico Superior De Misantla. Misantla, Ver. 182T0537@misantla.tecnm.mx
Resumen—En este trabajo se habla de los que son los sistemas de tubería en serie y en paralelo, así como los diferentes tipos de sistemas que pueden existir, se utiliza un sistema de tubería en serie para calcular lo que son las pérdidas para ello primero se tomaron algunas medidas de las características y condiciones del sistema para finalmente calcular la eficiencia de la bomba conectada en este sistema.
Abstract-- In this work we talk about what are the series and parallel piping systems, as well as the different types of systems that may exist, a serial piping system is used to calculate what the losses are, first they were taken some measurements of the characteristics and conditions of the system to finally calculate the efficiency of the connected pump in this system.
Introducción
E
ste documento es un caso práctico de lo que es en análisis del flujo en tuberías en este trabajo se busca llevar acabo un análisis de un sistema hidráulico domiciliario con la finalidad de conocer las pérdidas que existen en estas, así como también dar a conocer la importancia que tiene un análisis en los sistemas y de qué manera se puede aplicar así como en qué casos aplicarlos.
Un sistema de tuberías es aquel sistema que podemos utilizar para transportar fluidos de un punto de origen a un punto de destino. Y existen diferentes tipos de sistemas de tuberías.
Desarrollo
Marco conceptual
Tubería en serie
Un Sistema de tubería en serie es aquel donde el fluido sigue una trayectoria única a través de él.
Para el análisis de un sistema de tuberías en serie se utiliza a la ecuación de la energía representada como (ecuación 1):
(1)[pic 1]
Donde los términos del lado izquierdo de (ecuación 1) representan la energía del fluido en el punto 1, y los términos de lado derecho representan la energía del fluido en el punto 2. Y el termino es la energía que la bomba agrega al sistema [2].[pic 2]
El termino representa la energía total que se pierde en el sistema en cualquier lugar entre los puntos 1 y 2 del sistema.[pic 3]
En un sistema de tuberías en serie, la pérdida total es la suma de las perdidas menores provocadas por la fricción.
Tubería en paralelo
Existen otro tipo de sistemas de tuberías que es el sistema de tubería en paralelo en este caso el fluido puede tomar más de dos trayectorias para llegar del punto de origen hasta el punto final, el análisis de estos sistemas conlleva mucho a la ecuación de continuidad la cual requiere que el flujo volumétrico que entre al sistema debe de ser el mismos que debe salir de este.
Sistema de tubería
Además, existen diferentes tipos de sistemas de tubería como lo es el sistema de redes abiertas en este caso el sistema tiene la ventaja de ser muy barato, por el ahorro de tubería para llegar a lugares apartados, aunque su inconveniente es que en caso de que una de sección de esta red sufra un desperfecto solo se quedara sin el fluido esta sección si no también la posterior a está.
El sistema de tubería cerrado este es un poco más elevado su costo ya que para llegar a ciertos lugares ocuparía mayor cantidad de tubería la ventaja de esta es que en el caso que exista un desperfecto la sección siguiente puede operar de forma normal.
También se puede utilizar un sistema de tubería mixto el cual consta o se conforma con los dos tipos de tubería en cierta secciones y estratégicamente se utilizan cada una de ellas donde se requiera.
Cavitación y golpe de ariete
Como en todo en los sistemas de tubería existen también perdidas por diferentes factores. Un ejemplo es la cavitación de la cual existen dos tipos. El primero sería la cavitación de succión donde la bomba se encuentra en condiciones de baja presión que hace que los líquidos se transformen en vapor en la entrada del rodete y este vapor se transporta a la zona de descarga donde desaparece.
El otro tipo de cavitación es la de descarga esta ocurre cuando la descarga de la bomba es muy alta, esto provoca que la mayor parte del fluido circule por la parte interna de la bomba en vez de salir por la zona de descarga.
Además de estas existe el golpe de ariete en este caso es un factor de desgaste en la vida útil de las tuberías, este ocurre cuando al cerrar una válvula de manera brusca ciertas partículas son empujadas por las que se encuentran justo detrás de ellas esto provoca un aumento de presión, que tiene dos efectos significativos lo cual es que comprime muy ligeramente los fluidos y también que expande ligeramente la tubería. Para encontrar la sobre presión del golpe de ariete se utiliza a (ecuación 2).
(2)[pic 4]
Donde:
Velocidad de onda de sobrepresión [pic 5]
Velocidad media del fluido [pic 6]
Gravedad [pic 7][pic 8]
marco referencial
En la vida diaria se necesita de un fluido tan importante que es el agua esto para cubrir las diferentes necesidades del día a día. Para ello muchas de las casa habitación cuentan con un sistema que permite la elevación de este fluido mayormente se hace por medio de una bomba, extrayendo el vital líquido directamente de un pozo o desde un contenedor. En este caso se analiza un sistema que cuenta con dos contenedores el de origen y el de destino donde entre ellos el fluido se impulsa por medio de una bomba, el análisis se hace de forma correspondiente como un sistema de tubería en serie calculando con (ecuación 1) las pérdidas de energía que existen en el sistema.
Para la realización de lo anterior primero se tomaron algunas medidas que posteriormente fueron reflejadas en el diagrama del sistema de tubería en la figura 5.
Mediciones realizadas
En las figura 1,2, 3 y 4 se puede observar la medición de la tubería.
[pic 9]
Figura 1 Medición de longitud de la tubería
[pic 10]
Figura 2 Medición de longitud de la tubería
[pic 11]
Figura 3 Medición de la longitud de la tubería
[pic 12]
Figura 4 Medición de la longitud de la tubería
El sistema de tubería quedaría de la siguiente manera:
[pic 13]
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