FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFECIONAL INGENIERÍA CIVIL Chimbote
FLUIDOS I “INVESTIGACION FORMATIVA”
APLICACIONES DEL MÉTODO DEL VOLUMEN DE CONTROL EN SISTEMAS DE TUBERÍAS Y ACCESORIOS
DOCENTE: PAZ PEREZ EDGAR
AUTORES: Solís Poma Blanca Quezada Marcos Abigail Vivar Zhesira
Chimbote – Perú Perú 2017
INTRODUCCIÓN El presente trabajo “Aplicaciones del método del volumen de control en sistemas de
tuberías y accesorios, consiste en el método del control de volumen en sistemas de tuberías y accesorios. El método más común para transportar fluidos de un punto a otro es impulsarlo a través de un sistema de tuberías. Las tuberías de sección circular son las más frecuentes, ya que esta forma ofrece no solo mayor resistencia sino también mayor sección transversal para el mismo perímetro exterior que cualquier otra forma.
Las Tuberías PVC Flexibles Perfiladas, son tuberías estructurales con superficie interior lisa y pared exterior perfilada, formada por enrollamiento helicoidal de una banda de perfil estructurado, fabricada con resinas de poli cloruro de vinilo no plastificado (PVCU). La forma de la pared exterior de la tubería (Perfil en T) le da la rigidez anular necesaria para soportar las cargas estáticas y dinámicas a la vez que está sometida, y esto le permite a su vez ser más liviana que las tuberías de PVC con pared exterior sólida y lisa.
Las aplicaciones más comunes son las siguientes: Infraestructura de Riego (sustitución de canales de riego, drenaje sub-superficial, entubamiento de cauces naturales), Infraestructura Sanitaria (alcantarillas de cruces y buzones de inspección), Carreteras (alcantarillas de cruces y drenaje de carreteras), Infraestructura Pluvial (drenaje) y entre otros (tanques de almacenamiento de agua, tanques sépticos y encofrado de columnas).
JUSTIFICACIÓN En este informe universitario las aplicaciones del método del volumen de control en sistemas de tuberías y accesorios se desarrollar es importante ya que nos informamos sobre las aplicaciones más comunes de las tuberías así como también de la importancia de los accesorios. Los beneficios que se obtendrán son conocimientos que adquiriremos. Para que lo apliquemos en clase según la información adquirida El desarrollo de la investigación nos permitirá analizar cualitativa y cuantitativamente, los aspectos técnicos y económicos, entre el sistema convencional (Tuberías de PVC) y un nuevo sistema; que desde hace algunos años viene floreciendo en el mercado nacional; el sistema de termo fusión (Tuberías de Polipropileno); sobre este último no se ha realizado un análisis detallado para determinar sus bondades. Es por ello que los aportes obtenidos del desarrollo de la tesis, nos permitirá conocer las ventajas y desventajas entre uno u otro sistema, de esta manera ampliar nuestra visión para la elaboración de proyectos sobre instalaciones sanitarias.
APLICACIONES DEL MÉTODO DEL VOLUMEN DE CONTROL EN SISTEMAS DE TUBERÍAS Y ACCESORIOS 1. TUBERIA Los diversos elementos de un sistema hidráulico son conectados entre sí mediante tubos flexibles o rígidos, los diámetros de los tubos inciden sobre la cuantía de la pérdida de presión en los conductos. Ellos determinan fundamentalmente el grado de eficiencia de todo el sistema. Los tubos flexibles se utilizan para conectar equipos o elementos hidráulicos móviles y si por razones de espacio no pueden utilizarse tubos rígidos (especialmente en hidráulica móvil). El tubo flexible o manguera, se fabrica en capas de goma y con trenzado de alambre para mayor presión, la parte interior debe ser compatible con el aceite o fluido empleado. Se deben colocar siempre en tramos cortos.
1.1.Tuberías de acero usadas en los sistemas hidráulicos
Tuberías de acero al carbón sin costura que cumplen la norma ASTM – A53 las cuales tienen un diámetro nominal “DN” (mm.) y un espesor de pared “SCH”
que puede ser 40 u 80.
Tuberías para sistemas oleo-hidráulicos de acero estirado en frio sin costura y con protección superficial fosfatada que cumplen las normas “DIN 2391”, las
cuales tienen un diámetro nominal y espesor de pared definidos
1.2. ¿Qué características debería tener una tubería para ser usada en un sistema hidráulico? Las características que debería tener son:
Tubo de acero al carbono sin costura.
Espesor suficiente para soportar la presión de trabajo.
Proceso térmico de normalizado y recocido.
Posibilidad de ser curvado y soldado.
Protección superficial exterior fosfatada
1.3. REGULACIÓN DE CAUDAL
Válvula reguladora de caudal Las válvulas reguladoras de caudal permiten controlar la velocidad de avance o retroceso de un cilindro. Cada reguladora de caudal sólo regula la velocidad en un sentido. El aire puede circular por la estrangulación o por el antirretorno, cuando el anti retorno le deje paso libre circulará a la misma velocidad que en el resto del circuito, sin embargo, cuando el antirretorno le corte el paso el único camino que le quedará será la estrangulación y por lo tanto disminuirá su velocidad. A continuación se presentan la simbología de representación y el principio de funcionamiento de la válvula reguladora de caudal. Podrás simular su funcionamiento regulando el paso de la válvula con los botones de giro dcha. e izqda. para pulsar a continuación las flechas de entrada de aire.
Para calcular la velocidad de un cilindro se tienen que tener dos datos: El área del pistón (A) y el volumen de fluido hidráulico (B). El área de pistón se obtiene multiplicando
π
x
r²
del
diámetro
del pistón. El volumen de fluido hidráulico se obtiene multiplicando el galonaje (galones por minuto) por el factor de conversión a pulgadas cúbicas, que es 231. Después de hacer la multiplicación, el volumen está en CIM, Cubic Inches Per Minute
(Pulgadas
Cúbicas por Minuto). Con estos datos se utiliza la fórmula para calcular la velocidad de un clindro, que es: Volumen ÷ Área Aquí abajo hay un ejemplo de este cálculo: Un cilindr o tiene un pistón de un diámetro de 2 1/2” y está siendo utilizado con una bomba que tiene un galonaje de 12 GPM. Para saber su velocidad se tienen que hacer los siguientes cálculos: 1.
Calcular
2.
Convertir
el
área
los
12
del
pistón
GPM
a
π
x
CIM
r²
12
=
3.14
x
231
x
(1.25)²
=
=
2,772
4.9
CIM
3. Dividir el volumen (CIM) entre el área 2,772 ÷ 4.9 = 565.7 (pulgadas por minuto)
Resultado: Este cilindro se moverá a una velocidad de 565.7 pulgadas por minuto, lo que es igual a: 14. 9 metros por minuto ó 3.7 metros cada 15 segundos.
2. VOLUMEN DE CONTROL EN SISTEMAS DE TUBERÍAS
El volumen de control está limitado por una superficie cerrada, superficie de control, a través de la cual se realizan los procesos de intercambio de energía y masa con el entorno. Para describir el comportamiento del flujo en una región se puede adoptar el concepto de volumen de control (VC) formado por el espacio delimitado por una superficie de control (SC) cerrada, real o virtualmente, donde una de sus características, en general, será la permanencia de la forma y el tamaño del volumen así delimitado. La permanencia del espacio ocupado por el volumen de control hace que las partículas que lo ocupan no sean siempre las mismas. La cantidad de partículas también será variable cuando el flujo no es permanente. Este método facilita la descripción del comportamiento del flujo y del fluido. En el volumen de control las actividades de todos y cada uno de los volúmenes en el espacio satisfacen los principios básicos y los principios secundarios pertinentes.
El volumen de control está formado por un tubo de corriente cerrado por dos superficies laterales.
3.
ACCESORIOS 3.1. CONEXIONES Y ACCESORIOS. Las conducciones que transportan un fluido de un punto a otro no pueden ser siempre rectas, y por tanto hacen falta dispositivos que unan tanto tramos rectos como que conduzcan el fluido a donde es necesario. Se presentan a continuación estos dispositivos. Empalme de tuberías. Los métodos más usuales para la unión de las secciones de los tubos son: conexión macho hembra (roscado), conexión mediante bridas y soldadura.
3.1.2. Accesorios de las conducciones. Los fluidos que circulan por las conducciones, con frecuencia han de cambiar de dirección, sufrir estrechamientos, ensanchamientos, ramificaciones, etc. Para ello, existen accesorios de las conducciones de muy diversas clases, cuyos diámetros y roscas coinciden con los nominales de las tuberías comerciales. En general, las roscas pueden ser macho o hembra, pudiendo existir accesorios cuyas dos roscas presenten cualquier posible combinación: doble macho, machohembra, doble hembra.
3.2. Accesorios de tubería abastecimiento fundición
Bridas Tubería Abastecimiento Fundición
Carretes Tubería Abastecimiento Fundición
Codos Tubería Abastecimiento Fundición
Crucetas Tubería Abastecimiento Fundición
Manguitos Tubería Abastecimiento Fundición
Placas de Reduccción Tubería Abastecimiento Fundición
Reducciones Tubería Abastecimiento Fundición
TE Tubería Abastecimiento Fundición
3.2.1. Accesorios tubería abastecimiento pe latón
Casquillos Latón
Codos Latón
Crucetas Latón
Enlaces Latón
Mamelones Latón
Manguitos Latón
Racores Latón
Tapones Latón
TE Latón
Tuercas Latón
3.2.2. Accesorios Tubería Abastecimiento PE Latón Greiner
Codos Latón Greiner
Enlaces Latón Greiner
Manguitos Latón Greiner
TE Latón Greiner
3.2.3. Accesorios Tubería Abastecimiento Polietileno Electrosoldables
Bridas Tubería Abastecimiento Polietileno Electrosoldables
Codos Tubería Abastecimiento Polietileno Electrosoldables
Manguitos Tubería Abastecimiento Polietileno Electrosoldables
Reducciones Tubería Abastecimiento Polietileno Electrosoldables
Tapones Tubería Abastecimiento Polietileno Electrosoldables
TE Tubería Abastecimiento Polietileno Electrosoldables
Tomas Tubería Abastecimiento Polietileno Electrosoldables
3.2.4. Accesorios Tubería Abastecimiento Polietileno Manipulados
Codos Tubería Abastecimiento Polietileno Manipulados
TE Tubería Abastecimiento Polietileno Manipuladas
3.2.5. Accesorios Tubería Abastecimiento Polietileno Mecánicos
Adaptadores Tubería Abastecimiento Polietileno Mecánicos
Codos Tubería Abastecimiento Polietileno Mecánicos
Enlaces Rectos Tubería Abastecimiento Polietileno Mecánicos
Enlaces Roscados Tubería Abastecimiento Polietileno Mecánicos
Machones Tubería Abastecimiento Polietileno Mecánicos
Portabridas Tubería Abastecimiento Polietileno Mecánicos
Reducciones Tubería Abastecimiento Polietileno Mecánicas
Tapones Tubería Abastecimiento Polietileno Mecánicos
TE Tubería Abastecimiento Polietileno Mecánicas
3.2.6. Accesorios Tubería Canalización Eléctrica PE
Manguitos Tubería Canalización Eléctrica PE
Separadores Tubería Canalización Eléctrica PE
Tapones Tubería Canalización Eléctrica PE
3.2.7. Accesorios Tubería Canalización Eléctrica PVC
Curvas Canalización Eléctrica PVC
3.2.8. Accesorios Tubería Evacuación PVC
Codos Tubería Evacuación PVC
Derivaciones Tubería Evacuación PVC
Injertos Tubería Evacuación PVC
Manguitos Tubería Evacuación PVC
Reducciones Tubería Evacuación PVC
Sectores Tubería Evacuación PVC
Tapones Tubería Evacuación PVC
3.2.9. Accesorios Tubería Presión PVC
Bridas Tubería Presión PVC
Casquillos Tubería Presión PVC
Codos Tubería Presión PVC
Cruces Tubería Presión PVC
Curvas Tubería Presión PVC
Manguitos Tubería Presión PVC
Reducciones Tubería Presión PVC
Tapones Tubería Presión PVC
TE Tubería Presión PVC
Uniones Tubería Presión PVC
3.2.10. Accesorios Tubería Saneamiento Polietileno
Codos Tubería Saneamiento Polietileno
Goma Injerto Tubería Saneamiento Polietileno
Injertos Tubería Saneamiento Polietileno
Juntas Tubería Saneamiento Polietileno
Manguitos Tubería Saneamiento Polietileno
Reducciones Tubería Saneamiento Polietileno
Tapones Tubería Saneamiento Polietileno
3.2.11. Accesorios Tubería Saneamiento PVC
Clip Elastomérico Tubería Saneamiento PVC
Codos Tubería Saneamiento PVC
Injertos Tubería Saneamiento PVC
Juntas Tubería Saneamiento PVC
Manguitos Tubería Saneamiento PVC
Reducciones Tubería Saneamiento PVC
Sifones Tubería Saneamiento PVC
Tapones Tubería Saneamiento PVC
TE Tubería Saneamiento PVC
Toma Injerto Tubería Saneamiento PVC
Codos Abastecimiento Fundición PAM con Bridas
Codo BB Fund. PAM 1/ 4
Codo BB Fund. PAM 1/ 8
Codo BB Fund. PAM 1/16
Codo BB Fund. PAM 1/32
Codo BB Fund. PAM C/Patin 1/4
Codos Abastecimiento Fundición PAM Expres
Codo EE Fund. PAM 1/ 4
Codo EE Fund. PAM 1/ 8
Codo EE Fund. PAM 1/16
Codo EE Fund. PAM 1/32
Junta Expres PAM
Anillo Goma Expr. Acc. Fund. PAM
Bulón Acc. Fund. PAM
Contrabrida Acc. Fund. PAM
Kit Junta Expres VI Acerr. PAM
Reducción Abastecimiento Fundición PAM con bridas
Reducción BB Fund. PAM
Reducción Abastecimiento Fundición PAM Expres
Reducción EE Fund. PAM
TE Abastecimiento Fundición PAM con Bridas
TE BBB Fund. PAM
TE Abastecimiento Fundición PAM Expres
TE EEB Fund. PAM
TE EEE Fund. PAM
Uniones Abastecimiento Fundición PAM con bridas
Brida Ciega Fund. PAM
Empalme Brida-Liso Fund. PAM
Manguito BB Fund. PAM 0,25 M.
Manguito BB Fund. PAM 0,50 M.
Uniones Abastecimiento Fundición PAM Expres
Empalme Brida-Enchufe Fund. PAM
Manguito EE Fund. PAM
4. CAIDA DE PRESION EN VALVULAS Y ACCESORIOS Constituyen una de las partes básicas en una planta de procesos, estaciones de flujo, líneas de flujo, Etc. sirven para controlar el flujo en un fluido, pueden ser de cierre o bloqueo, de estrangulación (modulación del flujo), o para impedir el flujo inverso. 4.1.1. Tipos de Válvulas: El tipo de válvula dependerá de la función que debe efectuar, se clasifican en: válvulas de cierre o bloqueo, válvulas de estrangulamiento y válvulas de retención o de flujo inverso, válvulas de control de presión y otras válvulas para funciones especiales tales como dirigir , servicio de muestreo, cerrar salidas de recipientes o tanques, Etc. 4.1.2. Válvulas de bloqueo. Son dispositivos cuya misión es la de bloquear cuando sea necesario, el flujo de fluidos de alimentación o escape en tuberías o equipos de procesos. Dentro de este grupo están las siguientes válvulas:
De compuerta.
De macho.
De bola.
De mariposa.
De ángulo.
De tipo Y.
4.1.3. Válvulas de estrangulamiento Estas válvulas permiten regular el paso de un fluido en función de los requerimientos del proceso. Las más comunes son:
De globo.
De aguja.
En Y.
De ángulo.
De mariposa. 4.1.4. Válvulas de retención ( check ) Son aquellas que no permiten el flujo inverso, actúan de manera automática entre los
cambios de presión para evitar que se invierta el flujo. La presión del fluido circulante abre la válvula; el peso del mecanismo de retención y cualquier inversión en el flujo la cierran. Existen diferentes tipos, y su selección depende de la temperatura, caída de presión que producen y la limpieza del fluido. Están disponibles en los siguientes tipos:
Bisagra.
Disco inclinable
Elevación ( disco, pistón o bola ).
De pie.
4.1.5. Válvulas de control o desahogo de presión. Se utilizan cuando se requiere el desahogo o descarga de la presión cuando esta exceda la que se puede controlar. Dependiendo del servicio que realizan se les denomina:
De desahogo.
De seguridad.
De seguridad convencional.
De desahogo equilibrado.
De purga.
4.2.Accesorios. Los acoplamientos o accesorios para conexión se clasifican en:
De derivación
Reducción.
Ampliación y derivación.
Dentro de los accesorios derivación tenemos:
Tés.
Cruces
Codos con salida lateral, Etc.
Los conectores de reducción o ampliación son aquellos que cambian la superficie de paso de fluido. En esta clase están las reducciones y manguitos. Los accesorios de desvío, curvas, codos, curvas en U etc., son los que cambian la dirección de flujo.
CONCLUSIÓN En el presente trabajo hemos conocido definiciones de gran importancia en el ámbito de las tuberías, como es el volumen de control el cual pudimos decir que es un espacio arbitrario que se instituye con el objeto de estudio. Formado por el espacio delimitado por una superficie de control cerrada, real o virtualmente. De igual forma pudimos ver los procesos que involucra el volumen de control así como también vim os los accesorios de las tuberías.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
http://www.saniplast.es/productos/accesorios-agua-potable/accesoriostuberia-saneamiento-pvc
https://www.jimten.com/es/202/accesorios-saneamiento/
https://es.scribd.com/document/231165679/El-Metodo-deVolumen-de-Control-Finito-Para-El-Analisis-de-Flujo
http://demo.imh.es/Electroneumatica/Ud03/modulos/m_en001/ud 04/html/en0_ud04_133_con.htm
http://www3.uah.es/gifa/documentos/FA/Transparencias_FA/tem a5_fa.pdf
https://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/20299/1/tema1_Flujo%2 0interno.pdf
http://www.itacanet.org/esp/agua/Seccion%201%20Sistemas%20 de%20agua%20en%20general/Mecanica_de_Fluidos.pdf
