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Libro de Abuchar
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CAP´ITULO 1. INTRODUCCI ON A LOS SISTEMAS DE TUBER´ ´IAS
donde: P es la presi´on en la secci´on, z es la elevaci´on, ρ es la densidad del fluido.
1.1.4. Ecuaci´on General de la Energ´ıa
v^21 2 g +^
P 1
ρg +^ z^1 −^ hL^ +^ HB^ −^ HT^ =^
v 22 2 g +^
P 2
ρg +^ z^2 (1.4) donde: hL son las p´erdidas de energ´ıa del sistema por la fricci´on en las tuber´ıas y las p´erdidas menores por accesorios, hB es la energ´ıa que un dispositivo mec´anico le agrega al fluido, hT es la energ´ıa que un dispositivo mec´anico le extrae al fluido.
1.1.5. Ecuaci´on de Darcy-Weisbach
Esta ecuaci´on se utiliza para determinar las p´erdidas de energ´ıa por tramo recto. hLr = f Ldv
2 2 g (1.5) donde: hLr es la p´erdida de energ´ıa por tramos recto, f es el factor de fricci´on, L es la longitud total de la tuber´ıa, d es el di´ametro interno de la tuber´ıa.
1.1.6. Ecuaci´on para P´erdidas de energ´ıa por accesorios
hLa = Ka^ v
2 2 g (1.6) donde: hLa es la p´erdida de energ´ıa por accesorios, Ka es el coeficiente de resistencia. Dependiendo del accesorio Ka se puede determinar directamente de las res- pectivas tablas o gr´aficas o se puede calcular a partir de: Ka =
( L
e d
ft (1.7) donde:( (^) L de^ )^ depende del accesorio,
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ft es el factor de fricci´on a turbulencia completa.
1.1.7. N´umero de Reynolds
Re = vdϑ (1.8) donde: ϑ es la viscosidad cinem´atica. Recordemos que la viscosidad cinem´atica es: ϑ = μρ (1.9)
donde: μ es la viscosidad din´amica.
1.1.8. Factor de fricci´on
Cu´ando el flujo es laminar se utiliza la siguiente ecuaci´on: f = Re^64 (1.10) Cu´ando el flujo es turbulento se utiliza la ecuaci´on de Colebrook-White:
√^1 f =^ −^2 log^10
- 7 d +^
Re√f
La ecuaci´on podr´ıa escribirse en la forma:
f =
[
2 log 10
- 7 d +^
Re√f
)]− 2
Para determinar el factor de fricci´on a partir de la ecuaci´on de Colebrook- White es necesario suponer un valor inicial del factor de fricci´on, f , e ir ajustando dicho valor hasta obtener el factor de fricci´on buscando, Otra ecuaci´on utilizada para determinar el factor de fricci´on cuando el flujo es turbulento es la ecuaci´on de Swamee-Jean: f = (^) [^0.^25 log 10 (^3 . 7 d + (^) Re^5.^740. 9 )]^2
Para los accesorios se utiliza el factor de fricci´on en turbulencia completa, el cual se puede determinar a partir de la expresi´on:
f =
[
2 log 10
- 7 d
)]− 2
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Temperatura Peso espec´ıfico Densidad Viscosidad cinem´atica
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CAP´ITULO 1. INTRODUCCI ON A LOS SISTEMAS DE TUBER´ ´IAS
Temperatura Peso espec´ıfico Densidad Viscosidad cinem´atica
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CAP´ITULO 1. INTRODUCCI ON A LOS SISTEMAS DE TUBER´ ´IAS
L´ıquido Densidad relativa Viscosidad cinem´atica ρr ν (m^2 /s) Aceite de linaza 0.930 3. 56 × 10 −^5 Aceite de ricino 0.960 6 , 78 × 10 −^4 Aceite SAE 10 0.917 −− Aceite SAE 30 0.917 −− Acetona 0,787 4. 02 × 10 −^7 Agua de mar 1.025 1. 00 × 10 −^6 Aguarr´as 0.870 1. 57 × 10 −^6 Alcohol et´ılico 0.787 1. 27 × 10 −^6 Alcohol met´ılico 0.789 7. 10 × 10 −^7 Alcohol prop´ılico 0.802 2. 39 × 10 −^6 Amoniaco hidratado (25 %) 0.910 −− Benceno 0.879 6. 88 × 10 −^7 Combust´oleo, medio 0.852 3. 51 × 10 −^6 Combust´oleo, pesado 0.906 1. 18 × 10 −^4 Etilenglicol 1.100 1. 47 × 10 −^5 Gasolina 0.680 4. 22 × 10 −^7 Glicerina 1.258 7. 63 × 10 −^4 Mercurio 13.540 1. 13 × 10 −^7 Petr´oleo 0.640 −− Propano 0.495 2. 22 × 10 −^7 Queroseno 0.823 1. 99 × 10 −^6 Tetracloruro de carbono 1.593 5. 72 × 10 −^7
Tabla 1.5: Propiedades de algunos l´ıquidos en el Sistema Internacional a 101 kPa (abs) y 25◦C.
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L´ıquido Densidad relativa Viscosidad cinem´atica ρr ν (pies^2 /s) Aceite de linaza 0.930 3. 84 × 10 −^4 Aceite de ricino 0.960 7. 31 × 10 −^3 Aceite SAE 10 0.917 −− Aceite SAE 30 0.917 −− Acetona 0.787 4. 31 × 10 −^6 Agua de mar 1.025 1. 08 × 10 −^5 Aguarr´as 0.870 1. 70 × 10 −^5 Alcohol et´ılico 0.787 1. 37 × 10 −^5 Alcohol met´ılico 0.789 7. 65 × 10 −^6 Alcohol prop´ılico 0.802 2. 57 × 10 −^5 Amoniaco hidratado (25 %) 0.910 −− Benceno 0.879 7. 41 × 10 −^6 Combust´oleo, medio 0.852 3. 79 × 10 −^5 Combust´oleo, pesado 0.906 1. 27 × 10 −^3 Etilenglicol 1.100 1. 59 × 10 −^4 Gasolina 0.680 4. 55 × 10 −^6 Glicerina 1.258 8. 20 × 10 −^3 Mercurio 13.540 1. 22 × 10 −^6 Petr´oleo 0.640 −− Propano 0.495 2. 40 × 10 −^6 Queroseno 0.823 2. 14 × 10 −^5 Tetracloruro de carbono 1.593 6. 17 × 10 −^6
Tabla 1.6: Propiedades de algunos l´ıquidos en el Sistema Ingl´es a 14.7 psia y 77 ◦F.
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Tama˜no Tama˜no Tama˜no Tama˜no est´andar m´etrico est´andar m´etrico tradicional (pulg) DN (mm) tradicional (pulg) DN (mm) (^18 6 18 ) (^14 8 20 ) (^38 10 22 ) (^12 15 24 ) (^34 20 26 ) 1 25 28 700 1 14 32 30 750 1 12 40 32 800 2 50 36 900 2 12 65 40 1000 3 80 42 1100 4 100 48 1200 6 150 54 1400 8 200 60 1500 10 250 64 1600 12 300 72 1800 14 350 80 2000 16 400 88 2200
Tabla 1.8: Equivalencia entre la tuber´ıa est´andar tradicional y tama˜nos nomi- nales de tuber´ıas en unidades m´etricas.
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Tama˜no nominal Di´ametro exterior Di´ametro interior ft
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CAP´ITULO 1. INTRODUCCI ON A LOS SISTEMAS DE TUBER´ ´IAS
Tama˜no nominal Di´ametro exterior Di´ametro interior de tuber´ıa (P ulg) (mm) (P ulg) (mm) (^12) 0.840 21.30 0.609 15. (^34) 1.050 26.70 0.810 20. 1 1.315 33.40 1.033 26. 1 14 1.660 42.20 1.363 34. 1 12 1.900 48.30 1.593 40. 2 2.375 60.30 2.049 52. 2 12 2.875 73.00 2.445 62. 3 3.500 88.90 3.042 77. 4 4.500 114.30 3.998 101. 6 6.625 168.30 6.031 153. 8 8.625 219.10 7.942 201. 10 10.750 273.10 9.976 253. 12 12.750 323.90 11.889 302. 14 14.000 355.60 13.126 333. 16 16.000 406.40 15.000 381.
Tabla 1.11: Dimensiones de tuber´ıa de PVC - Schedule 40.
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Tama˜no nominal Di´ametro exterior Di´ametro interior de tuber´ıa (P ulg) (mm) (P ulg) (mm) (^12) 0.840 21.30 0.528 13. (^34) 1.050 26.70 0.724 18. 1 1.315 33.40 0.936 23. 1 14 1.660 42.20 1.255 31. 1 12 1.900 48.30 1.476 37. 2 2.375 60.30 1.913 48. 2 12 2.875 73.00 2.290 58. 3 3.500 88.90 2.864 72. 4 4.500 114.30 3.786 96. 6 6.625 168.30 5.709 145. 8 8.625 219.10 7.565 192. 10 10.750 273.10 9.493 241. 12 12.750 323.90 11.294 286.
Tabla 1.12: Dimensiones de tuber´ıa de PVC - Schedule 80.
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Sistemas de Tuber´ıas
Tama˜no nominal Di´ametro exterior Di´ametro interior de tuber´ıa (P ulg) (mm) (P ulg) (mm) (^14) 0.375 9.53 0.314 8. (^38) 0.500 12.70 0.429 10. (^12) 0.625 15.88 0.544 13. (^34) 0.875 22.23 0.784 19. 1 1.125 28.58 1.024 26. 1 14 1.375 34.93 1.264 32. 1 12 1.625 41.28 1.504 38. 2 2.125 53.98 1.984 50. 2 12 2.625 66.68 2.464 62. 3 3.125 79.38 2.944 74. 4 4.125 104.78 3.904 99.
Tabla 1.14: Dimensiones de tubos de cobre tipo L.
Tama˜no nominal Di´ametro exterior Di´ametro interior de tuber´ıa (P ulg) (mm) (P ulg) (mm) (^14) 0.375 9.53 0.324 8. (^38) 0.500 12.70 0.449 11. (^12) 0.625 15.88 0.572 14. (^34) 0.875 22.23 0.811 20. 1 1.125 28.58 1.054 26. 1 14 1.375 34.93 1.290 32. 1 12 1.625 41.28 1.526 38. 2 2.125 53.98 2.016 51. 2 12 2.625 66.68 2.494 63. 3 3.125 79.38 2.976 75. 4 4.125 104.78 3.934 99.
Tabla 1.15: Dimensiones de tubos de cobre tipo M.
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CAP´ITULO 1. INTRODUCCI ON A LOS SISTEMAS DE TUBER´ ´IAS
Tama˜no nominal Di´ametro exterior Di´ametro interior de tuber´ıa (P ulg) (mm) (P ulg) (mm) 3 3.96 100.6 3.32 84. 4 4.80 121.9 4.10 104. 6 6.90 175.3 6.14 156. 8 9.05 229.9 8.23 209. 10 11.10 281.9 10.22 259. 12 13.20 335.3 12.24 310. 14 15.65 397.5 14.63 371. 16 17.80 452.1 16.72 424. 18 19.92 506.0 18.76 476. 20 22.06 560.3 20.82 528. 24 26.32 668.3 24.86 631.
Tabla 1.16: Dimensiones de tubos de hierro d´uctil.
