Ecuacion De Hazen-williams 1j2w65

ECUACION DE HAZENWILLIAMS: Una de las ecuaciones que usamos con mayor frecuencia es la reconocida ecuación de Hazen-Williams:

donde: J : pérdida por fricción interna m (pies) K : constante = 1.21 x 1010 para unidades métricas (1050 para unidades inglesas) Q : caudal L/s (g p m) C : coeficiente "C" de Hazen-Williams D : diámetro interno del tubo, mm (pulg) L : longitud de la tubería (m) El coeficiente "C" depende del material de fabricación de la tubería, entre más lisa sea, el coeficiente será mayor (C del PVC = 150). Tuberías de hierro muy viejas (40 años o más) tienen un coeficiente C de alrededor de 80 ó 90

Tabla de Valores del coeficiente "C" de Hazen-Williams MATERIAL DE LA TUBERIA W) Cloruro de Polivinilo (PVC) Polietileno (PE) Asbestos Acero nuevo Aluminio en acoples Acero viejo (40 años)

COEFICIENTE C (H150 140 140 130 120 85

Ejemplo 1. Hallar las pérdidas 1) Calcular la pérdida de presión debida a la fricción que sufre una tubería de PVC con la siguiente información: Q = 400 gpm L = 800 m D = 157 mm C = 150 Primero habrá que cambiar los 400 gpm a litros por segundo dividendo entre 15.85:

400/15.85 = 25.24 L/s J = 7.22m (10.27 psi)

2) Calcular la velocidad del agua en el tubo (V)

En donde A es el área de sección transversal del tubo, que se calcula de la siguiente manera:

Ejemplo 2. Hallar el caudal del acueducto

Ecuación de Darcy-Weisbach La ecuación de Darcy-Weisbach es una ecuación ampliamente usada en hidráulica. Permite el cálculo de la pérdida de carga debida a la fricción dentro una tubería llena. La ecuación fue inicialmente una variante de la ecuación de Prony, desarrollada por el francés Henry Darcy. En 1845 fue refinada por Julius Weisbach, de Sajonia. Esta fórmula permite la evaluación apropiada del efecto de cada uno de los factores que inciden en la pérdida de energía en una tubería. Es una de las pocas expresiones que agrupan estos factores. La ventaja de esta fórmula es que puede aplicarse a todos los tipos de flujo hidráulico (laminar, transicional y turbulento), debiendo el coeficiente de fricción tomar los valores adecuados, según corresponda.

La forma general de la ecuación de Darcy-Weisbach es

Determinar el caudal que pasa por un tramo de 500 m de tubería de acero comercial, de 1 m de diámetro, si la pérdida de carga en el tramo es de 2 m. Solución 1. Estimar el coeficiente de rozamiento, f. Se comienza adoptando un valor aproximado de f a partir de la figura 7, suponiendo que el flujo es totalmente turbulento. f = 0.0105 2. Calcular el caudal mediante la ecuación

Ahora es necesario comprobar el coeficiente de rozamiento f que fue estimado suponiendo un flujo totalmente turbulento. Si mediante la figura 6 se confirma que el valor de f es incorrecto, deberán repetirse los cálculos con el nuevo valor de f, como veremos a continuación. 3. Calcular la velocidad de flujo:

4. Calcular el número de Reynolds. Suponer que la temperatura es de 15 °C y la viscosidad cinemática 1.14x10-6 m2/s.

SISTEMAS DE TUBERIAS: 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 sólo mayor resistencia estructural sino también mayor sección transversal para el mismo perímetro exterior que cualquier otra forma. El manejo de los fluidos en superficie provenientes de un yacimiento de petróleo o gas, requieren de la aplicación de conceptos básicos relacionado con el flujo de fluidos en tuberías en sistemas sencillos y en red de tuberías, el uso de válvulas rios y las técnicas necesarias para diseñar y especificar equipos utilizados en operaciones de superficie. Los fluidos de un yacimiento de petróleo son transportados a los separadores, donde se separan las fases líquidas y gaseosas. El gas debe ser comprimido y tratado para su uso posterior y el líquido

El transporte de estos fluidos requiere entonces de la elaboración de redes de distribución que pueden ser de varios tipos: • Tuberías en serie. • Tuberías en paralelo. • Tuberías ramificadas. • Redes de tuberías

TUBERIAS EN SERIE: Un sistema de tuberías en serie está formado por un conjunto de tuberías conectadas una a continuación de la otra y que comparten el mismo caudal. Las tuberías pueden o no tener diferente sección transversal. Para un sistema general de n tuberías en serie se verifica que: El caudal es el mismo en todas las tuberías (ecuación de continuidad)

La pérdida de carga total en todo el sistema es igual a la suma de las pérdidas en cada una de las tuberías:

Se entiende por perdida de carga primaria, a la pérdida de carga producida en la tubería. Se entiende por perdida de carga secundaria (perdida de carga local), a la pérdida de carga producida en algún rio que interrumpe la tubería. Los rios pueden ser cuplas, niples, codos, llaves o válvulas, "T", ampliaciones (gradual o brusca), reducciones (gradual o brusca), uniones, etc. Debido al valor de esta magnitud, se recomienda que esta perdida sea considerada en el cálculo de la pérdida de carga de la tubería.

TUBERIAS EN PARALELO: Un sistema de tuberías en paralelo está formado por un conjunto de tuberías que nacen en un mismo punto inicial y terminan en un único punto final. Para un sistema general de n tuberías en paralelo se verifica que: El caudal total del sistema, es la suma de los caudales individuales de cada una de las tuberías (ecuación de continuidad)

La pérdida de carga total del sistema es igual a la pérdida de carga de cada una de las tuberías:

Se entiende por perdida de carga primaria, a la pérdida de carga producida en la tubería. Se entiende por perdida de carga secundaria (perdida de carga local), a la pérdida de carga producida en algún rio que interrumpe la tubería. Los rios pueden ser cuplas, niples, codos, llaves o válvulas, "T", ampliaciones (gradual o brusca), reducciones (gradual o brusca), uniones, etc. Debido al valor de esta magnitud, se recomienda que esta perdida sea considerada en el cálculo de la pérdida de carga de la tubería.

PROBLEMA 1.- Cierta parte de unas tuberías de hierro fundido de un sistema de distribución de agua involucra dos tuberías en paralelo. Ambas tuberías paralelas tienen un diámetro de 30 cm y el flujo es totalmente turbulento. Una de las ramas (tubería A) mide 1000 m de largo, mientras que la otra rama (tubería B) mide 3000m de largo. Si la razón de flujo a través de la tubería A es 0.4 m3 /s, determine la razón de flujo a través de la tubería B. No considere pérdidas menores y suponga que la temperatura del agua es de 150c

FLUJO EN CANALES: