Ejercicios de flujo en tubos - 2

Verificamos la adimensionalidad de las
encontradas con las unidades del sistema FLtT:
Respuesta b):
2. Se tiene agua a 20°C que fluye de un tanque grande a uno más pequeño a través de un sistema de
tuberías de acero comercial de 2 pulgadas de diámetro, como se muestra en la figura. Determine la altura
del nivel en el tanque grande para una razón de flujo de 6 L/s. Utilice el método del coeficiente K para
cálculo de perdidas secundarias.
1
2
(5 puntos)
SOLUCIÓN
Datos:
;
;
Incógnitas:
Análisis:
Utilizando la ecuación de Bernoulli generalizada, entre los puntos 1 y 2 ubicados en la superficie de los tanque
tenemos:
Donde:
Por lo tanto la ecuación queda:
En esta ecuación se tiene:
En diagrama de Moody
Según tabla de perdidas secundarias se tiene:
Entrada 2”:
Valvula de compuerta abierta 2”:
Codo bridado 2”:
Salida 2”:
Sustituyendo en la ecuación nos queda:
3. El propietario de una casa quiere construir una parrillera dotada con todas las facilidades, incluido un
fregadero y un medio baño. Para ello cuenta con suficiente tubería y accesorios de hierro galvanizado de ½
pulg. de diámetro. Con las dimensiones de los tramos de tubería que se muestran en la figura, determine si
las condiciones de operación del sistema serán o no los adecuados, sabiendo que en la entrada se cuenta
con una carga hidráulica de 7 m. Utilice el método de la longitud equivalente para el cálculo de las pérdidas
secundarias.
(5 puntos)
SOLUCIÓN
Utilizando el método de Hunter, la ecuación de Darcy-Weisbach para la perdida de carga y el método de la
longitud equivalente para las pérdidas secundarias se obtiene la siguiente tabla de valores para el sistema:
Tramo
UDG
l
Q
D
A
(m2
X10-4)
V
e/D
Re
f
L
Le
Lt
(lts/s)
(pulg)
2-WC
3
0,2
1/2
1,2668
1,58
0,012
20050
0,042
1,25
0,75
2,00
2-LM
0,75
0,2
1/2
1,2668
1,58
0,012
20050
0,042
0,60
0,50
1,10
1-2
3,75
0,26
1/2
1,2668
2,05
0,012
26066
0,042
2,00
0,50
1-F
2
0,2
1/2
1,2668
1,58
0,012
20050
0,042
0,60
E-1
5,75
0,42
1/2
1,2668
3,32
0,012
42107
0,041
10,0
hl
(m/s)
Carga
de
equipo
s
h
Carga
acumulada
Ht
Ht
(m)
(m)
(m)
(m)
0,84
0,50
2,00
3,34
3,34
0,46
0,60
2,00
3,06
3,06
2,50
1,78
0,00
0,00
1,78
5,12
0,50
1,10
0,46
0,60
2,00
3,06
3,06
0,06
10,06
18,20
0,00
0,00
18,20
23,31
Dado a que la carga total del sistema es de 23,31 m, la cual es superior a 7 m, se puede concluir que las
condiciones de operación del sistema no serán las adecuadas.