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PERDIDAS MENORES

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by

Harry Lopez

on 30 June 2015

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Transcript of PERDIDAS MENORES

Por lo general, los valores experimentales de las perdidas de energía se reportan en términos de un
coeficiente de resistencia K

, así:
EXPANSIÓN GRADUAL
Si el ángulo del cono disminuye, se reduce el tamaño de la zona de separación y la cantidad de turbulencia
K = (1−(A1 / A2))² = (1− (D1 / D2)²)²

A1 = Área 1
A2 = Área 2
D1 = Diámetro 1
D2 = Diámetro 2
EXPANSIÓN SUBITA
Se denomina expansión súbita, cuando un fluido pasa de una tubería pequeña a otra mas grande. Esto causa una disminución en la velocidad, que a su vez ocasiona cierta turbulencia y una pérdida de energía.
PERDIDA EN LA SALIDA
Se denomima así la perdida, cuando el fluido pasa de una tubería a un deposito o tanque, la velocidad disminuye a cero.No es relevante la forma de la salida y K toma el valor de 1.
PERDIDAS MENORES
LINA MARCELA VALENCIA
JULIAN ANDRES ZAPATA
LEONARDO RUIZ MONTOYA
HAROLD IVAN OREJUELA
HARRY DARLEY LOPEZ

COEFICIENTE DE RESISTENCIA
Las pérdidas de energía son proporcionales a la carga de velocidad del fluido, conforme éste pasa por dispositivo.
La pérdida de energía para una expansión gradual se calcula:





V1 = velocidad en la tubería antes de la expansión (m/s)
K = la relación entre diámetros D2 / D1 como el ángulo del cono (adimensional)
g = gravedad (9.81 m/s2)
hL = pérdidas menores (N*m/N)
¿QUE LAS GENERA?
A medida que un fluido fluye por un dispositivo, ocurren pérdidas de energía debido a la fricción. Hay tipos de pérdidas que son muy pequeñas en comparación, y por consiguiente se hace referencia de ellas como pérdidas menores, las cuales ocurren cuando hay un cambio en la sección cruzada de la trayectoria de flujo.
v= velocidad promedio del flujo en el tubo donde ocurre la perdida menor (m/s)
K = coeficiente de resistencia (adimensional)
hL = pérdida menor (N*m/N ó m)
g = gravedad (9.81 m/s2)
La ecuación para calcular
h
se expresa en metros hablando en el sistema internacional o en dado caso también se puede expresar como (N*m/N), Debido a que K es adimensional, la pérdida de energía tiene las mismas unidades
Región de Turbulencia
Tabla de Coeficiente de resistencia expansión súbita
Las paredes pendientes del cono tienden a guiar el fluido durante la desaceleración y expansión de la corriente de flujo
Coeficientes de Resistencia Gradual
CONTRACCIÓN GRADUAL
La pérdida de energía en una contracción puede disminuir en forma sustancial si la contracción se hace mas gradual.
CONTRACCIÓN SUBITA
La pérdida de energía debida a una contracción súbita, se calcula por medio de:
NIVELES DE PRESIÓN, PERDIDAS Y GANANCIAS DE ENERGÍA DEL SISTEMA
EJEMPLO:
EJEMPLO:
PERDIDAS EN LA ENTRADA
EJEMPLO:
COEFICIENTES DE RESISTENCIAS PARA VÁLVULAS Y ACOPLAMIENTOS
La perdida de energía tiene lugar cuando el fluido circula por la válvula o acoplamiento.
APLICACIÓN DE VÁLVULAS ESTÁNDAR
FENOMENOS DE TRANSPORTE
V2 es la velocidad de la tubería
después de la contracción. El valor de K depende de la relación de los tamaños de las tuberías y de la velocidad del flujo.
EJEMPLO:
V2 = Velocidad en la tubería pequeña aguas debajo de la contracción. (m/s)
K = la relación entre diámetros D1 / D2 como el ángulo del cono µ (adimensional)
g = gravedad (9.81 m/s2)
hL = pérdidas menores (N*m/N)
Se generan cuando un fluido se mueve de un tanque o deposito a una tuberia. Según la entrada variara la constante K.

Se calcula con la siguiente formula:
EJEMPLO:
Le= Longitud de una tubería recta del mismo diámetro nominal que el de la válvula.
D=Diámetro interior de la tubería
fT=factor de fricción
PERDIDAS MENORES SEGÚN LA VÁLVULA
PERDIDAS MENORES SEGÚN EL
ACOPLAMIENTO
EJEMPLO:
VÁLVULA DE GLOBO
Es una válvula muy común pero de mal rendimiento debido a que el flujo debe seguir una trayectoria compleja.
VÁLVULA DE ANGULO
Esta es muy similar a la válvula tipo globo pero su trayectoria es un poco mas sencilla.
VÁLVULAS DE COMPUERTA
Es una de las mejores válvulas para limitar la perdida de energía, debido a que cuando esta abierta hay poca obstrucción en el camino y por ende poca turbuelencia.
VÁLVULAS DE VERIFICACIÓN
Estas válvulas permiten el flujo en una dirección y lo detienen en la contraria .Requieren una velocidad mínima de flujo para que la válvula abra por completo.
VÁLVULA DE MARIPOSA
El cierre de esta válvula solo requiere de un cuarto de vuelta y se realiza generalmente por medio de un motor de operación remota.

Para válvulas de 10 a 14" el factor es de 35fT y para las de 16 a 24"es de 25fT
VUELTA DE TUBERÍA
Es más conveniente doblar un tubo que instalar un codo de fábrica. La resistencia al flujo que opone una vueltaq, depende de la relación dl radio de curva r, al diametro interior del tubo.
CAIDA DE PRESIÓN EN VÁLVULAS DE POTENCIA DE FLUIDOS
COEFICIENTE DE FLUJO PARA VÁLVULAS, POR MEDIO DE Cv
Este coeficiente se usa para calificar el rendimiento de las válvulas. Se parte del coeficiente 1 que permitirá el paso de 1 gal/min con una caída de presión de 1.0PSI.
VÁLVULA DE PIE CON ALCACHOFA (COLADOR)
Estas válvulas funcionan de forma similar a las de verificación. Existen 2 tipos: las de vástago y las de bisagra.
EJEMPLO:
VUELTA A ÁNGULOS DISTINTOS
DE 90°
Se implementa la siguiente formula para encontrar el factor de resistencia K.
VÁLVULAS DE PLÁSTICO
Se usan válvulas de plástico ya que son resistentes a la corrosión y control de la contaminación.
COEFICIENTE Cv DE VÁLVULAS DE PLÁSTICO
Actuación hacia adelante

Se requiere un gran magnitud de fuerza.
actuador líneal proporciona la fuerza.
El fluido se lleva el actuador.
El fluido sale de la bomba y circula hacia la válvula.
El flujo pasa al pistón en el extremo del actuador
La presión del fluido actua sobre el pistón
Cuando la presión pasa el límite establecido , la válvula se abre y lleva parte del flujo de regreso al tanque.
Actuación de regreso

La válvula de control se mueve a la derecha y se cambia la dirección del flujo.
Conforme el fluido pasa, el pistón se ve forzado a regresar a su posición original.
El fluido en el psiton es obligado a salir del puerto A y de regreso al tanque.
Como la presión requerida es menor , la válvula de presión no se abre.
Posición de reposo

Cuando la carga regresa tal vez se requiera que el sistema permanezca inmóvil.
El flujo desde la bomba se dirige al tanque.
Cuando las condiciones son ideales, la válvula de control opera de regreso a la izquierda y el ciclo comienza de nuevo.
PERDIDAS
GANANCIAS
En la entrada según la configuración.
Por fricción en el tubo.
En curvas, codos y te.
Por eficiencia mecánica y volumétrica de la bomba.
En el sistema de tuberia y en los actuadores
La bomba agrega energía al fluido.
PRESIÓN
Si la válvula de presión actúa porque la presión de descarga de la bomba excede el limite establecido, habrá una caída de presión a través de esta.
Ap= Caída de presión
sg= Gravedad epecifica

EJEMPLO:
Procesamiento de alimentos
Producción farmacéutica
Procesamiento químico
Acuarios
Aplicación de pesticidas
Purificación de agua.
VÁLVULAS DE PLÁSTICO
VÁLVULAS DE BOLA
Utilizadas en operaciones de arrancar y parar. Solo se requiere un cuarto de vuelta para abrir o cerrarla. Se conectan directamente al tubo por medio de bridas o uniones.
VÁLVULAS DE MARIPOSA
El disco de esta válvula hace que sea de fácil apertura y cierre. La actuación puede ser manual, eléctrica o neumática. Son delgadas y se montan entre las bridas de la tubería.
VÁLVULA DE DIAFRAGMA
Estas válvulas tienen un diafragma diseñado para elevarse desde el fondo cuando se gira la rueda de mano. Se conectan directamente a la tubería.
VÁLVULAS DE VERIFICACIÓN
Se abren y se cierran fácilmente. Los sujetadores internos pueden ser en acero inoxidable y son fáciles de limpiar.
FILTRADORES DE SEDIMENTOS
Estos corresponden a pantallas de plástico para retirar las partículas o desperdicios grandes.

Estos se deben retirar en forma periódica.
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