Clase 6
Pérdida de energía específica (carga) incluida en la ecuación de Bernoulli
,
son el resultado de la resistencia hidráulica.
Resistencia hidráulica - fuerzas de fricción que aparecen en el fluido durante su movimiento y provocan pérdidas de carga.
Seleccione el siguiente tamaño de tubería más grande. Por lo tanto, hay dos opciones para esta aplicación. Altura máxima requerida en la bomba = racores estáticos con cabeza de fricción. Seleccione el tamaño de tubería apropiado o el siguiente más grande. Si la línea de descarga cruza el tamaño de tubería seleccionado, supervísela para encontrar la pérdida de carga por cada 100 m de longitud de tubería. Calcular pérdida total fricción en la tubería.
En la figura, identifique el tipo y la cantidad de diferentes accesorios utilizados en la tubería. En este ejemplo, no hay tolerancias para mayores emisiones cuando se selecciona la clase de presión. Las tuberías sin presión están diseñadas para funcionar completamente en las condiciones de flujo máximo esperadas. Sin embargo, durante un período significativo de tiempo, las tuberías funcionan en condiciones distintas a las de flujo total y, en estas condiciones, actúan como canales abiertos de fluido libre hacia la superficie del aire.
La determinación de las pérdidas de energía por caudal es una de las cuestiones más importantes en casi cualquier cálculo hidráulico. Teniendo en cuenta este tema, tendremos en cuenta la pérdida de energía por un flujo en un canal estacionario (tubería, canal), debido al trabajo de solo fuerzas de fricción (externas e internas) que surgen en el fluido durante su movimiento. Es esta pérdida de energía específica (pérdida de presión) la que tiene en cuenta la ecuación de Bernoulli.
Determine el caudal y reinicie en condiciones de caudal máximo
En estos casos, se debe considerar mantener una velocidad de transporte mínima para evitar que los sólidos se asienten y bloqueen la tubería. De la siguiente figura para un flujo parcial de la pieza, para una profundidad proporcional de 44, la descarga proporcional es 4 y la velocidad proporcional si.
El flujo de fluido a través de una tubería resiste las tensiones de corte viscoso dentro del fluido y la turbulencia que fluye a lo largo de la pared interna de la tubería, que depende de la rugosidad del material de la tubería. Esta resistencia se denomina fricción de la tubería y generalmente se mide en pies o metros de carga de fluido, por lo que también se denomina pérdida de carga debido a la fricción de la tubería.
Hay dos tipos de pérdida de presión:
Pérdida de cabeza a lo largo de la longitud, denotada por ;
Pérdida de carga local, denotada por .
La pérdida de presión a lo largo es aquella parte de la energía del flujo que se gasta en vencer la fricción en las secciones rectas de los canales (tubería, canal), donde el movimiento del fluido es uniforme o algo desigual (cambio suave) . Esta energía se convierte en calor y se pierde irremediablemente por el flujo.
A lo largo de los años, se ha realizado una gran cantidad de investigación para establecer varias fórmulas que puedan calcular las pérdidas de tubería en una tubería. Gran parte de este trabajo se ha desarrollado a partir de datos experimentales. La pérdida de carga total en una tubería depende de varios factores, que incluyen la viscosidad del fluido, el tamaño del diámetro interior de la tubería, la rugosidad interna de la superficie interna de la tubería, el cambio de altura entre los extremos de la tubería, y la longitud de la tubería a través de la cual viaja el fluido.
Las válvulas y los accesorios de la tubería también contribuyen a la pérdida de carga total que se produce; sin embargo, deben calcularse por separado para las pérdidas por fricción de la pared de la tubería utilizando el método. La fórmula de Darcy, o la ecuación de Darcy-Weisbach con la que se relaciona, ahora se considera la fórmula de pérdida por fricción de tuberías más precisa y, aunque es más difícil de calcular y usar que las otras fórmulas de pérdida por fricción, con el advenimiento de las computadoras, ahora tiene convertirse en una ecuación estándar para ingenieros.-ingenieros hidráulicos.
Las pérdidas de presión locales son esa parte de la energía que también se gasta en vencer la fricción, pero en lugares donde el flujo sufre una fuerte deformación, como resultado de lo cual, en un área relativamente pequeña, se perturba el movimiento uniforme del fluido.
Deformación del flujo (violación Movimiento uniforme) ocurre cuando ingresa a la tubería, con una fuerte expansión y contracción de la tubería, en lugares donde se instalan válvulas, válvulas, cuando se gira la tubería, etc.
Weisbach primero propuso las relaciones que ahora conocemos como la ecuación de Darcy-Weisbach o la fórmula de Darcy-Weisbach para calcular las pérdidas por fricción en una tubería. Finalmente, se proporcionó un método para determinar el coeficiente de fricción exacto, y esto estimuló el uso de la ecuación de Darcy-Weisbach, que rápidamente se convirtió en el método elegido por los ingenieros hidráulicos.
Esto en sí mismo amplió el uso de la fórmula de Darcy-Weisbach hasta el punto en que la mayoría de las otras ecuaciones ya no se usan. Antes del advenimiento Computadoras personales La fórmula de Hazen-Williams ha sido muy popular entre los ingenieros de tuberías debido a sus propiedades de diseño relativamente simples.
La pérdida de carga a lo largo de la longitud está determinada por la fórmula A. Darcy - J. Weisbach:
Para tubos redondos
Para tuberías de cualquier forma de sección transversal
. (84)
Las pérdidas de presión locales están determinadas por la fórmula de J. Weisbach.
Resistencia hidráulica
Encontramos la resistencia a la entrada del radiador.
Además, la ecuación de Hazen-Williams da buenos resultados cuando el líquido es agua y puede causar grandes imprecisiones cuando no lo es. Forma imperial de la fórmula de Hazen-Williams. Los resultados de pérdida por fricción solo son aplicables a fluidos con una viscosidad cinemática de 13 centistokes, donde la velocidad del flujo es inferior a 10 pies por segundo y el diámetro de la tubería es superior a 2 pulgadas. Coeficiente general de fricción.
Tendremos que la única energía que se puede “perder” por influencia del movimiento del fluido a lo largo de la conducción es debida a la altura o carga de presión, ya que la altura es un parámetro que depende de las características topográficas de la conductividad especificada y de la carga. la velocidad depende únicamente de la velocidad del flujo y, por supuesto, de la geometría de la conductividad considerada.
En tuberías ( a. resistencia hidráulica; norte. soporte hidráulico más ancho; F. resistencia hidráulica; Y. perdida de presion por rozamiento) - resistencia al movimiento de líquidos (y gases) proporcionada por la tubería. G. s. en la sección de la tubería se estima por el valor de la presión "perdida" ∆p, que es esa parte de la energía específica del flujo, que se gasta irreversiblemente en el trabajo de las fuerzas de resistencia. Con un flujo constante de líquido (gas) en una tubería circular, ∆p (n / m 2) está determinado por la fórmula
Así conseguimos que la altura total o energía disminuirá en la dirección del movimiento dependiendo de las pérdidas por fricción, o dicho de otro modo, debido a la resistencia de la superficie de conducción en contacto con el líquido, sugerirá el movimiento de éste a través de él.
Teoría de la resistencia local
Veamos cómo definimos este tipo de pérdida. Hay varias ecuaciones teóricas y empíricas que permiten estimar la pérdida por fricción asociada con el flujo a través de una sección dada de tubería. Entre los usos más comunes del seguro encontraremos los siguientes en la bibliografía.
Donde λ es el coeficiente. hidráulico resistencia de tubería; tu - cf. velocidad de flujo de la sección transversal, m/s; D-int. diámetro de la tubería, m; L - longitud de la tubería, m; ρ - líquidos, kg / m 3.
Local G. con. se estiman de acuerdo con la fórmula 
donde ξ - coeficiente. resistencia local.
Durante la operación tuberías principales G. s. incrementos por parafina (oleoductos), acumulación de agua, condensado o formación de hidratos de gas hidrocarburo (gasoductos). Para reducir G. s. producir periódicamente. limpiando el interior cavidades de tuberías raspadores o espaciadores. Cm. Véase también Transporte hidráulico. V. A. Yufin.
Esta es la ecuación utilizada por Excellence en el estudio del flujo de superficie libre. Esta es una ecuación teórica utilizada para calcular las pérdidas por fricción en sistemas presurizados. Si bien esta ecuación está completamente desarrollada en la física clásica fundamental, haciéndola aplicable a casi cualquier tipo de fluido y en diversas aplicaciones, su uso no se ha expandido debido a la dificultad, que es el cálculo del coeficiente de fricción, la implementación de iteraciones , o el uso de métodos numéricos para lograr la resolución. En otras palabras, varios investigadores en ese momento hicieron propuestas exitosas para la definición de expresiones explícitas para calcular el coeficiente de fricción en la ecuación de Darcy-Weisbach. Además, en la actualidad, con el desarrollo de las computadoras y programas relacionados, no es difícil utilizar esta ecuación para calcular las pérdidas por fricción en las conducciones. Ecuación de Hazen-Williams. Esta es una ecuación empírica de uso extendido en el campo de la ingeniería civil para el cálculo de pérdidas por fricción en tuberías a presión.
- Ecuación de Manning.
- Darcy-Weisbach.
Enciclopedia de montaña. - M.: Enciclopedia soviética. Editado por E. A. Kozlovsky. 1984-1991 .
Vea qué es "Resistencia hidráulica" en otros diccionarios:
- Determinar el diámetro de la tubería en sistemas con gravedad.
- Se trata del diseño de fantasmas entre la fuente de agua y el núcleo de población.
resistencia hidráulica- Resistencia al movimiento de un fluido, que provoca una pérdida de energía mecánica del flujo. [GOST 15528 86] resistencia hidráulica Resistencia que aparece en un fluido en movimiento debido a la acción de fuerzas de fricción externas o internas, y se manifiesta ... Manual del traductor técnico
Estimación de la pérdida por fricción mediante la ecuación de Hazen-Williams
La ecuación de Manning, la desarrollaremos en otro artículo cuando tratemos de conducciones actuando sobre una superficie libre. Esta ecuación en unidades métricas se expresa de la siguiente manera. Quizás para los que conocemos un poco del tema, la expresión anterior no sea algo “familiar”, por lo que considerando que la aplicación de esta ecuación es para calcular pérdidas por fricción en tuberías completamente llenas de agua, y utilizando la ecuación de continuidad, expresar en función de la velocidad del flujo y del diámetro y longitud de la tubería, tendremos la expresión más conocida para la pérdida total por fricción.
Resistencia al movimiento de líquidos (y gases) a través de tuberías, canales, etc., debido a su viscosidad (Ver RESISTENCIA HIDRODINÁMICA). Diccionario enciclopédico físico. Moscú: Enciclopedia soviética. Editor en jefe A. M. Projorov. 1983... Enciclopedia Física
Lo mismo que resistencia hidrodinámica, pero el término se suele utilizar en hidráulica... Gran diccionario enciclopédico
Esta tabla muestra algunos valores en tuberías fabricadas con materiales comunes. En sus catálogos, por regla general, se dan los valores recomendados de este coeficiente. Además, al elegir un valor para un diseño, es importante considerar que con el tiempo la superficie de los tubos y tuberías tiende a ser más rugosa y, por lo tanto, el coeficiente de fricción tenderá a ser menor, lo que resultará en una disminución de la capacitancia conductiva inicial. .
Aplicación de la ecuación de pérdida por fricción en el diseño de tuberías hidráulicas
Dado su carácter empírico, hay que decir que la Ecuación de Hazen-Williams tiene sus limitaciones, fruto, claro está, de pruebas y ensayos realizados por sus creadores allá por aquellos años. Solo se puede utilizar para calcular pérdidas por fricción en sistemas que transportan agua a temperaturas "normales" y en condiciones de flujo turbulento. No es aplicable a tuberías extremadamente rugosas, es decir. no debe usarse para coeficientes de fricción muy bajos. No debe utilizarse para diámetros inferiores a 50 mm, aunque se permite su uso para el diseño de instalaciones sanitarias en edificios donde predominen diámetros inferiores a este valor. El uso del principio de energía en combinación con cualquiera de las ecuaciones de pérdida por fricción es útil en el diseño de sistemas de suministro de agua.
resistencia hidráulica- 3.16. resistencia hidráulica: La pérdida de presión en la caldera, medida como la diferencia de presión entre las tuberías de entrada y salida a un caudal volumétrico correspondiente a la potencia calorífica nominal [EN 303-1]. Fuente … Diccionario-libro de referencia de términos de documentación normativa y técnica
Por lo general, conoceremos el caudal de la unidad y la diferencia entre el punto de inicio y el punto final de la línea, que depende completamente de las condiciones topográficas. Al establecer el material para la tubería, podemos conocer el coeficiente de fricción, siendo la única incógnita el diámetro. La brecha de la ecuación de energía, incluido el término pérdida por fricción, dará como resultado el diámetro requerido para conducir el flujo requerido. Determine el caudal conducido en el sistema donde se conoce la geometría. Este es el caso cuando queremos establecer qué es la capacidad de conducción, a partir de la cual se conocen todas las características geométricas y físicas. Determine la carga de presión disponible en algún punto del sistema de suministro de agua. En las redes de distribución de agua es necesario establecer la carga de presión en determinados puntos de la misma para establecer si se cumplen los requisitos reglamentarios de la empresa operadora.
Igual que la resistencia hidrodinámica, pero el término se usa generalmente en hidráulica. * * * RESISTENCIA HIDRÁULICA RESISTENCIA HIDRÁULICA, lo mismo que resistencia hidrodinámica (ver RESISTENCIA HIDRODINÁMICA), pero el término ... ... diccionario enciclopédico
resistencia hidráulica- hidraulinis pasipriešinimas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. resistencia al flujo; resistencia hidráulica vok. Strömungswiderstand, m rus. resistencia hidráulica, m; resistencia al flujo, n pranc. resistencia hidráulica, f … Fizikos terminų žodynas
Cálculo del diámetro requerido
La siguiente figura muestra un diagrama de una tubería simple entre dos estanques. En tales problemas, consideraremos la ecuación de energía, despreciando el término velocidad de carga, entre el punto de inicio de la tubería, en la salida del tanque 1, y el punto de llegada, en la entrada del tanque.
Nótese que el planteamiento no necesita conocer la altura de la tubería ni la altura del agua sobre ella en su colisión con los estanques, ya que el balance se realiza según la altura piezométrica en cada uno de ellos, que corresponde a la altura de el agua suministrada como dato.
Resistencia al movimiento de líquidos (y gases) a través de tuberías, canales, etc., debido a su viscosidad. Para más detalles, véase Arrastre hidrodinámico... Gran enciclopedia soviética
