Universidad Autónoma del Carmen
Dependencia Académica de Ciencias Químicas y PetroleraFacultad de QuímicaPRESENTA"PROBLEMAS DE PÉRDIDAS SECUNDARIAS"INTEGRANTES DEL EQUIPOCarlos González AndradeDiego Alfredo González CimeJesús Alejandro Sánchez CambranoOscar Francisco Sánchez ZuritaMATERIAFlujo de FluidosPROFESORMaría del Carmen Milán CárdenasCD. DEL CARMEN, CAMPECHE, MÉXICO. OCTUBRE, 2015. Cd. del Carmen, Campeche, México. Diciembre 2005Dependencia Académica de Ciencias Químicas y PetroleraFacultad de QuímicaPRESENTA"PROBLEMAS DE PÉRDIDAS SECUNDARIAS"INTEGRANTES DEL EQUIPOCarlos González AndradeDiego Alfredo González CimeJesús Alejandro Sánchez CambranoOscar Francisco Sánchez ZuritaMATERIAFlujo de FluidosPROFESORMaría del Carmen Milán CárdenasCD. DEL CARMEN, CAMPECHE, MÉXICO. OCTUBRE, 2015. Cd. del Carmen, Campeche, México. Diciembre 2005
Dependencia Académica de Ciencias Químicas y Petrolera
Facultad de Química
PRESENTA
"PROBLEMAS DE PÉRDIDAS SECUNDARIAS"
INTEGRANTES DEL EQUIPO
Carlos González Andrade
Diego Alfredo González Cime
Jesús Alejandro Sánchez Cambrano
Oscar Francisco Sánchez Zurita
MATERIA
Flujo de Fluidos
PROFESOR
María del Carmen Milán Cárdenas
CD. DEL CARMEN, CAMPECHE, MÉXICO. OCTUBRE, 2015.
Cd. del Carmen, Campeche, México. Diciembre 2005
Dependencia Académica de Ciencias Químicas y Petrolera
Facultad de Química
PRESENTA
"PROBLEMAS DE PÉRDIDAS SECUNDARIAS"
INTEGRANTES DEL EQUIPO
Carlos González Andrade
Diego Alfredo González Cime
Jesús Alejandro Sánchez Cambrano
Oscar Francisco Sánchez Zurita
MATERIA
Flujo de Fluidos
PROFESOR
María del Carmen Milán Cárdenas
CD. DEL CARMEN, CAMPECHE, MÉXICO. OCTUBRE, 2015.
Cd. del Carmen, Campeche, México. Diciembre 2005
PROBLEMAS DE PÉRDIDA PRIMARIA
PROBLEMA 9-7
En una tubería de 1 m de diámetro el coeficiente de rozamiento λ = 0.04 y el número de Reynolds R = 1, 000,000. Calcular la rugosidad absoluta de la tubería. [RESPUESTA: ( kD=0.0118) (k = 11.8 mm)]
DATOS: FORMULA:
λ = 0.04 1λ=2logD2k+1.74
Re = 1, 000,000
D = 1 m
SOLUCION:
10.04=2log12k+1.74
5-1.74=2log12k+1.74
3.26=2log12k
3.262=log12k
1.63=log12k
101.63=10log12k
101.63=12k
2k(101.63)=1
2k=1101.63
2k=0.023
k=0.0232
K = 11.78 mm
kD=0.01178 m
PROBLEMA 9-9
Se suministra agua a una fábrica por una tubería de fundición de 3.5 km de longitud y de 300 mm de diámetro desde un depósito elevado. La cota del terreno en el sitio del depósito es 130 m. La distancia del nivel de agua en el depósito al terreno, 17 m. La cota del terreno a la fábrica es de 110 m. El agua ha de tener en la fábrica una altura de presión de 25 m. Calcular:
El caudal
¿Qué altura debería tener el nivel de agua en el depósito para asegurar en la fábrica un caudal de 85 l/s en las mismas condiciones anteriores?
DATOS:
L=3.5 KM
D=300 MM
Z1=147 m (130+17)
Z2=110 m
Hp2=25 m
P1ρg+z1+V122g=P2ρg+z2+V222g+Hr1-2
P1ρg+z1+V122g=P2ρg+z2+V222g+V222g+λLD+V222g
P1ρg+z1=Hp2+z2+V222g+1+λLD
V2=P1ρg+z1-Hp2-z21+λLD2g
V2=1013374597.63
V2= 4.694
Q=AxV
Q=πD244.694
Q = 0.0705 mᶟ/s
H = 22.268 m si Q=85 l/s
PROBLEMA 9-11
Por una tubería lisa de 150 mm fluye gasolina, cuya viscosidad cinemática es 5x10-7 m²/s. La pérdida de carga asciende a 200 mm de columna de gasolina en 18 m. Calcular la velocidad. [RESPUESTA: (v = 1.568 m/s)]
V=μρ
μ=ρV
μ=9.815x10-7
μ= 4.905x10-7
P1ρg+z1+V122g=P2ρg+z2+V222g+Hp
V1=z2hp2g
V1=18 m0.2 m2(9.81ms2)
V1= 1.568 m/s
PROBLEMA 11.7
La figura representa una contracción brusca por la que circula un caudal de agua de 15l/s. Calcular la lectura del tubo piezómetro situado aguas abajo.
Datos:
Q= 15l/s
P1ρg+z1+v122g+Hr=P2ρg+z2+v222g+Hr2+Hroz+Hloc
ρn=Pgz=Ptρg=z
P1ρg+z1+v122g=P2ρg+z2+v222g+Hloc
L=4m+1m+v122g-v222g-δcv122g
v1=4QπD12=40.015π0.152=0.849ms
v2=4QπD22=40.015π0.052=7.640ms
δc=0.473
L=4m+1m+0.849229.81-7.64229.81-0.4730.849229.81
L=2.64 m.
PROBLEMA 11.9
Calcular en el depósito de tetracloruro de carbono de la figura la lectura l del manómetro conectado entre la tubería de desagüe y el depósito.
P2- P1 ρg=LδHg-1
Hr=λ LD+V22g
Hr=.025 1m0.025 m+(2ms)22(9.81ms2)
Hr=0.2038 m
P1ρg+ Z1+ V122g+ Hr = P2ρg+ Z2+V222g
P2- P1 ρg=-Hr
Sustituir: -Hr=LδHg-1
- 0.2038 m(13.55-1)=L δHg=13.55
L=0.0162 m
PROBLEMA 11.10
Determinar el diámetro mínimo del tubo de aspiración de un conducto de aceite de 4m de longitud para que, circulando un caudal Q=1.25lt/s, la presión absoluta a la entrada de la bomba B no sea inferior a 80mbar. Viscosidad cinemática del aceite para la temperatura de trabajo v=1.0cm2/s. La presión en la superficie superior del depósito de la figura atmosférica. El coeficiente de pérdida a la entrada de la tubería ζ1=0.5 y en la valvula de distribución ζ2=4.0 y z=1m. Densidad del aceite 860kg/m3; presión barométrica 735 Torr.
Datos:
P1=101325 Pa; P2= 8000 Pa
Z= 1m; Z2=0; ζ1=0.5; ζ2=4.0
P1ρg+z1+v122g-ζ1+ζ2+ζ3+λLDVE22g=PEρg+ze+vE22g
*Se desprecia y por no haber perdidas primarias
P1ρg+z1+v122g-ζ1+ζ2V222g=P2ρg+v222g
101325 Pa(860kgm3)(9.81ms2)+1m-0.5+4.0V222g=8000 Pa(860kgm3)(9.81ms2)+v222g
13.01m-4.5V222g=0.95m+V222g
V222g+4.5V222g=12.06m
V222g=2.19m
V2=2.19m29.81ms2
V2=6.56ms
A=QV=0.00125m3s6.56ms=1.9x10-4m2
D=0.015m=15mm
PROBLEMA 11.11
En la figura se representa la tubería de impulsión de chapa (k=0.065mm) de un ventilador de sección rectangular de 250 x 500 mm y de 50m de longitud y tiene dos codos de 90°. La salida del ventilador a la atmosfera se encuentra 5m más elevada que la toma del manómetro. El líquido manométrico es agua. El caudal de aire es de 7.200m3/h, la temperatura del aire 30 y la presión barométrica 760 Torr.
Formula:
P1ρg+z1+v122g-Hr1-2=P2ρg+z2+v222gFormula:
P1ρg+z1+v122g-Hr1-2=P2ρg+z2+v222gDatos:
Formula:
P1ρg+z1+v122g-Hr1-2=P2ρg+z2+v222g
Formula:
P1ρg+z1+v122g-Hr1-2=P2ρg+z2+v222g
K= 0.0065 mm
Q= 7.200 m3/h
T= 30° C
Pb= 760 Torr
Z2= 5 m
L= 50 m
D= 0.5 m
P1ρg+z1+v122g-Hr1-2=P2ρg+z2+v222gP1ρg-Hr1-2=P2ρg+z2P1-P2ρg=z2+Hr1-2P1-P2=(z2+Hr1-2)φg P1-P2=(φH20-φAIRE)φgφgφH20-φAIRE=z2+Hr1-2φAIREP=z2+Hr1-2φAIREφH20-φAIREHr1-2=λLDV22g V=10.19msHr1-2=0.0550m0.5m10.19229.81Hr1-2=26.46mP=5m+26.46m1.16kgm3995.71kgm3-1.16kgm3=0.0366m=36.6mm
P1ρg+z1+v122g-Hr1-2=P2ρg+z2+v222gP1ρg-Hr1-2=P2ρg+z2P1-P2ρg=z2+Hr1-2P1-P2=(z2+Hr1-2)φg P1-P2=(φH20-φAIRE)φgφgφH20-φAIRE=z2+Hr1-2φAIREP=z2+Hr1-2φAIREφH20-φAIREHr1-2=λLDV22g V=10.19msHr1-2=0.0550m0.5m10.19229.81Hr1-2=26.46mP=5m+26.46m1.16kgm3995.71kgm3-1.16kgm3=0.0366m=36.6mm
P1ρg+z1+v122g-Hr1-2=P2ρg+z2+v222g
P1ρg-Hr1-2=P2ρg+z2
P1-P2ρg=z2+Hr1-2
P1-P2=(z2+Hr1-2)φg
P1-P2=(φH20-φAIRE)φg
φgφH20-φAIRE=z2+Hr1-2φAIRE
P=z2+Hr1-2φAIREφH20-φAIRE
Hr1-2=λLDV22g V=10.19ms
Hr1-2=0.0550m0.5m10.19229.81
Hr1-2=26.46m
P=5m+26.46m1.16kgm3995.71kgm3-1.16kgm3=0.0366m=36.6mm
P1ρg+z1+v122g-Hr1-2=P2ρg+z2+v222g
P1ρg-Hr1-2=P2ρg+z2
P1-P2ρg=z2+Hr1-2
P1-P2=(z2+Hr1-2)φg
P1-P2=(φH20-φAIRE)φg
φgφH20-φAIRE=z2+Hr1-2φAIRE
P=z2+Hr1-2φAIREφH20-φAIRE
Hr1-2=λLDV22g V=10.19ms
Hr1-2=0.0550m0.5m10.19229.81
Hr1-2=26.46m
P=5m+26.46m1.16kgm3995.71kgm3-1.16kgm3=0.0366m=36.6mm
