UNIVERSIDAD-NACIONAL-DE-CHIMBORAZO-HIDORMECANICA-II-EJERCICIO (1)
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL HIDROMECÁNICA II UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL HIDROMECÁNICA II TEMA: Problemas en una tubería sencilla. Caso 2 DOCENTE: Ing. ALEXIS MARTINEZ INTEGRANTES: Alcuacer Gabriela Bastidas Fernando Guamán Miguel Guaminga Flor Vaca Cristyan SEMESTRE: Quinto “B” FECHA DE ENTREGA: 22 de Mayo del 2019 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL HIDROMECÁNICA II EJERCICIO: 𝑙𝑡 1) Determinar la perdida de energía en un flujo de 8000 𝑚𝑖𝑛 de un aceite de viscosidad 0.00001 𝑚2 /𝑠𝑒𝑔 a través de una tubería de fundición de 300 m de longitud y de 200 mm de diámetro, 𝜀 para la tubería de fundición es igual 0.0259 cm. Datos: ÁREA: 𝟐 𝒗 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟎𝟏 𝒎 𝒔𝒆𝒈 𝑨= 𝝅∗ 𝐋 = 𝟑𝟎𝟎𝐦 𝑫 = 𝟐𝟎𝟎𝟎𝒎𝒎 = 𝟎. 𝟐 𝒎 𝐴=𝜋∗ 𝑫𝟐 𝟒 (0.2)2 4 𝜺 = 𝟎. 𝟎𝟐𝟓𝟗 𝒄𝒎 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟐𝟓𝟗 𝒎 𝒍𝒕 𝑸 = 𝟖𝟎𝟎𝟎 = 𝟎. 𝟏𝟑 𝒎𝟑 /𝒔𝒆𝒈 𝒎𝒊𝒏 VELOCIDAD: RUGOSIDAD RELATIVA: 𝑸 =𝑽∗𝑨 → 𝑽= 𝑸 𝑨 𝑚2 𝑠𝑒𝑔 𝑉= 0.031 𝑚2 0.13 𝑽 = 𝟒. 𝟏𝟗𝟑 𝑅𝑒 = 𝜖 0.000259𝑚 = 𝐷 0.2𝑚 𝜖 = 0.001295 → 𝒇 = 𝟎. 𝟎𝟐𝟒 𝐷 𝒎 𝒔𝒆𝒈 NÚMERO REYNOLDS: 𝑹𝒆 = 𝐴 = 0.031 𝑚2 𝑽∗𝑫 𝝊 4.193𝑚/𝑠 ∗ 0.2𝑚 0.00001 𝑚2 /𝑠 PERDIDA DE ENERGÍA: 𝒉𝒇 = 𝒇 ∗ 𝑳 𝑽𝟐 ∗ 𝑫 𝟐𝒈 ℎ𝑓 = 0.024 ∗ 300𝑚 (4.193𝑚/𝑠𝑒𝑔)2 ∗ 0.2𝑚 2(9.8 𝑚/𝑠 2 ) 𝑹𝒆 = 𝟖𝟑𝟖𝟔𝟎 ≈ 𝟖. 𝟑𝒙𝟏𝟎𝟒 𝒉𝒇 = 𝟑𝟐. 𝟐𝟗𝟐 𝒎 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL HIDROMECÁNICA II 2) DATOS: (Aumenta la longitud) 𝒎𝟐 𝒗 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟎𝟏 𝒔𝒆𝒈 𝑳 = 𝟓𝟓𝟎 𝒎 𝑫 = 𝟐𝟎𝟎 𝒎𝒎 = 𝟎. 𝟐 𝒎 𝑬 = 𝟎, 𝟎𝟐𝟓𝟗 𝒄𝒎 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟐𝟓𝟗 𝒎 𝒎𝟑 𝒍𝒕 𝑸 = 𝟖𝟎𝟎𝟎 𝒎𝒊𝒏 = 𝟎, 𝟏𝟑 𝒔𝒆𝒈 𝐴 = 0,031 𝑚2 PERDIDA DE ENERGÍA: 𝑚 𝑳 𝑽𝟐 ∗ 𝑫 𝟐𝒈 𝑉 = 4,193 𝑠𝑒𝑔 𝒉𝒇 = 𝒇 ∗ 𝑅𝑒 = 83860 ℎ𝑓 = 0.024 ∗ 𝐸 = 0,001295 𝐷 550𝑚 (4.193𝑚/𝑠𝑒𝑔)2 ∗ 0.2𝑚 2(9.8 𝑚/𝑠 2 ) 𝒉𝒇 = 𝟓𝟗. 𝟐𝟎𝟐 𝒎 𝑓 = 0,024 Al aumentar la longitud aumenta la perdida de carga 3) DATOS: (Disminuye la longitud) 𝑚2 𝒗 = 0,00001 𝑠𝑒𝑔 𝑳 = 220 𝑚 𝑫 = 200 𝑚𝑚 = 0.2 𝑚 𝑬 = 0,0259 𝑐𝑚 = 0,000259 𝑚 𝑙𝑡 𝑚3 𝑸 = 8000 𝑚𝑖𝑛 = 0,13 𝑠𝑒𝑔 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL HIDROMECÁNICA II 𝐴 = 0,031 𝑚2 PERDIDA DE ENERGÍA: 𝑚 𝑳 𝑽𝟐 ∗ 𝑫 𝟐𝒈 𝑉 = 4,193 𝑠𝑒𝑔 𝒉𝒇 = 𝒇 ∗ 𝑅𝑒 = 83860 ℎ𝑓 = 0.024 ∗ 𝐸 𝐷 = 0,001295 220𝑚 (4.193𝑚/𝑠𝑒𝑔)2 ∗ 0.2𝑚 2(9.8 𝑚/𝑠 2 ) 𝒉𝒇 = 𝟐𝟑. 𝟏𝟔𝟖 𝒎 𝑓 = 0,024 Al disminuir la longitud tiene menos perdida de carga 4) DATOS: (Aumentar el diámetro) 𝑚2 𝒗 = 0,00001 𝑠𝑒𝑔 ÁREA: 𝑳 = 300 𝑚 𝑫𝟐 𝑨= 𝝅∗ 𝟒 𝑫 = 0.53 𝑚 𝑬 = 0,0259 𝑐𝑚 = 0,000259 𝑚 𝑚3 𝑙𝑡 𝑸 = 8000 𝑚𝑖𝑛 = 0,13 𝑠𝑒𝑔 𝑉= 𝑸 𝑨 0,13 0,221 𝑉 = 0,588 𝜋 (0,53 𝑚)2 4 𝑨 = 𝟎, 𝟐𝟐𝟏 𝒎𝟐 RUGOSIDAD RELATIVA: VELOCIDAD: 𝑸 =𝑽∗𝑨 → 𝑽= 𝐴= 𝜖 0.000259𝑚 = 𝐷 0.53𝑚 𝜖 = 0.000488 → 𝒇 = 𝟎. 𝟎𝟐𝟓 𝐷 𝑚 𝑠𝑒𝑔 NÚMERO REYNOLDS: 𝑽∗𝑫 𝑹𝒆 = 𝝊 0.588𝑚/𝑠 ∗ 0.53𝑚 𝑅𝑒 = 0.00001 𝑚2 /𝑠 𝑹𝒆 = 𝟑𝟏𝟏𝟔𝟒 ≈ 𝟑. 𝟏𝒙𝟏𝟎𝟒 PERDIDA DE ENERGÍA: 𝒉𝒇 = 𝒇 ∗ 𝑳 𝑽𝟐 ∗ 𝑫 𝟐𝒈 ℎ𝑓 = 0.025 ∗ 300𝑚 (0.588𝑚/𝑠𝑒𝑔)2 ∗ 0.53𝑚 2(9.8 𝑚/𝑠 2 ) 𝒉𝒇 = 𝟐. 𝟒𝟗𝟔𝟐 𝒎 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL HIDROMECÁNICA II Al aumentar el diámetro la perdida de carga es menor. 5) DATOS: (Disminuir el diámetro) 𝑚2 𝒗 = 0,00001 𝑠𝑒𝑔 ÁREA: 𝑳 = 300 𝑚 𝑨= 𝝅∗ 𝑫 = 0.1 𝑚 𝑫𝟐 𝟒 (0.1)2 𝑬 = 0,0259 𝑐𝑚 = 0,000259 𝑚 𝐴= 𝜋∗ 𝑸 = 8000 𝑙𝑡/ min = 0.13 𝑚3 /𝑠𝑒𝑔 𝑨 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟕 𝒎𝟐 4 RUGOSIDAD RELATIVA: VELOCIDAD: 𝑸 =𝑽∗𝑨 → 𝑽= 𝑸 𝑨 𝑚2 𝑠𝑒𝑔 𝑉= 0.007 𝑚2 0.13 𝜖 0.000259𝑚 = 𝐷 0.1𝑚 𝜖 = 0.00259 → 𝒇 = 𝟎. 𝟎𝟑𝟐 𝐷 𝑽 = 𝟏𝟖. 𝟓𝟕𝟏 𝒎/𝒔𝒆𝒈 NÚMERO REYNOLDS: 𝑹𝒆 = 𝑅𝑒 = 𝑽∗𝑫 𝝊 PERDIDA DE ENERGÍA: 𝒉𝒇 = 𝒇 ∗ 18.571𝑚/𝑠 ∗ 0.1𝑚 0.00001 𝑚2 /𝑠 𝑹𝒆 = 𝟏𝟖𝟓𝟕𝟎 ≈ 𝟏. 𝟖𝒙𝟏𝟎𝟒 𝑳 𝑽𝟐 ∗ 𝑫 𝟐𝒈 ℎ𝑓 = 0.032 ∗ 300𝑚 (18.571𝑚/𝑠𝑒𝑔)2 ∗ 0.1𝑚 2(9.8 𝑚/𝑠 2 ) 𝒉𝒇 = 𝟗𝟎. 𝟗𝟔 𝒎 Al disminuir el diámetro la perdida de carga es mayor UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL HIDROMECÁNICA II 6) DATOS: (Rugosidad absoluta del plástico) 𝑚2 𝒗 = 0,00001 𝑠𝑒𝑔 ÁREA: 𝑳 = 300 𝑚 𝑨= 𝝅∗ 𝑫 = 0.2 𝑚 𝑫𝟐 𝟒 (0.2)2 𝑬 = 0,0015 𝑚𝑚 (𝑝𝑙á𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜) = 0,0000015 𝑚 𝐴= 𝜋∗ 𝑸 = 8000 𝑙𝑡/ min = 0.13 𝑚3 /𝑠𝑒𝑔 𝑨 = 𝟎. 𝟎𝟑𝟏𝒎𝟐 RUGOSIDAD RELATIVA: VELOCIDAD: 𝑸 =𝑽∗𝑨 → 𝑽= 4 𝑸 𝑨 𝑚2 0.13 𝑠𝑒𝑔 𝑉= 0.031 𝑚2 𝜖 0.0000015𝑚 = 𝐷 0.2𝑚 𝜖 = 0.0000075 → 𝒇 = 𝟎. 𝟎𝟏𝟗 𝐷 𝑽 = 𝟒. 𝟏𝟗𝟑 𝒎/𝒔𝒆𝒈 NÚMERO REYNOLDS: 𝑹𝒆 = 𝟖𝟑𝟖𝟔𝟎 ≈ 𝟖. 𝟑𝒙𝟏𝟎𝟒 PERDIDA DE ENERGÍA: 𝑳 𝑽𝟐 𝒉𝒇 = 𝒇 ∗ ∗ 𝑫 𝟐𝒈 ℎ𝑓 = 0.019 ∗ 300𝑚 (4.193𝑚/𝑠𝑒𝑔)2 ∗ 0.2𝑚 2(9.8 𝑚/𝑠 2 ) 𝒉𝒇 = 𝟐𝟓. 𝟓𝟔𝟓 𝒎 Al cambiar el valor de la rugosidad absoluta, cambia el valor de la perdida de carga UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL HIDROMECÁNICA II 7) DATOS: ( Rugosidad absoluta del hormigón) 𝑚2 𝒗 = 0,00001 𝑠𝑒𝑔 𝑳 = 300 𝑚 𝑫 = 0.2 𝑚 𝜺 = 3 𝑚𝑚 (ℎ𝑜𝑟𝑚𝑖𝑔ó𝑛) = 0,003 𝑚 𝑸 = 8000 𝑙𝑡/ min = 0.13 𝑚3 /𝑠𝑒𝑔 𝑨 = 𝟎. 𝟎𝟑𝟏𝒎𝟐 𝑽 = 𝟒. 𝟏𝟗𝟑 𝒎/𝒔𝒆𝒈 𝑹𝒆 = 𝟖𝟑𝟖𝟔𝟎 ≈ 𝟖. 𝟑𝒙𝟏𝟎𝟒 PERDIDA DE ENERGÍA: 𝒉𝒇 = 𝒇 ∗ 𝑳 𝑽𝟐 ∗ 𝑫 𝟐𝒈 ℎ𝑓 = 0.046 ∗ 300𝑚 (4.193𝑚/𝑠𝑒𝑔)2 ∗ 0.2𝑚 2(9.8 𝑚/𝑠 2 ) RUGOSIDAD RELATIVA: 𝐸 0.003𝑚 = = 0.015 → 𝒇 = 𝟎. 𝟎𝟒𝟔 𝐷 0.2𝑚 𝒉𝒇 = 𝟖𝟒. 𝟗𝟕𝟒 𝒎 Al cambiar el valor de la rugosidad absoluta, cambia el valor de la perdida de carga