TUBERIAS EN SERIE Y EN PARALELO
TUBERIAS EN SERIE
Las tuberias en serie son 2 o mas tuberias colocadas una a continuacion de la otra, las cuales pueden diferenciarse en los diametros o las rugosidades (es decir estan hechas de material diferente) o bien en ambas caracteristicas fisicas, esto se debe conciderar para plantear las ecuaciones que rigen el flujo en tuberias en serie.
Circuito en serie
Ejemplo.
— Como parte del sistema de riego de una finca se utilizan dos tuberias en serie para para conectar la bocatoma con un tanque de almacenamiento la diferencia de nivel entre estas dos estructuras es de 31.7 m estando la bocatoma por debajo del tanque. El caudal que debe llegar al tanque es de 87 l/s. La primera tuberia en acero tuene un diametro de 8 pulgadas, una longitud de 184 m y un coeficiente global de perdidas menores de 7.1. Al final de este debe obtenerse un caudal de 94 l/s con el fin de regar la parte baja de la finca. La seguna tuberia en PVC tiene una longitud de 393 m, un diametro de 6 pulgadas y un coeficiente global de perdidas menores de 11.2, el cual incluye la valvula de control. Calcule la potencia de la bomba requerida para realizar el trabajo. El fluido es agua a 15°C.
SOLUCION
- Primera tuberia
Caudal
Q1 = Q2 + QL1
Q1 = (87 + 94)l/s
Q1 = 181 l/s = .181 m³/s
Velocidad
V1 = 4Q1/Лd1 ²
V1= (4 x .181)/(Л x 8 x .1254)²
V1= 5.58 m/s
- Perdidas por friccion
Ks1/d1= .000046/ (8 x .0254) = .000263
Re = V1d1/ν= (5.58 x 8 x .0254)/1.14 x 10¯⁶
Re = 994611
Con el diagrama de Moody se obtiene
f = .01497
hf1 = f LV²/d2g
hf1 = .01497 (184 x 5.58²)/(8 x .0254 x 2 x 9.81)
hf1 = 21.51 m
- Perdidas menores
hm1 = ΣKm1 V²/2g
hm1 = 7.1 (5.58²)/(2 x 9.81)
hm1 = 11.27 m
Segunda tuberia
Q2 = .087 m³/s
Velocidad
V2 = (4 x .087)/(Л x 6 x .0254)²
V2 = 4.77 m/s
Perdidas por friccion
.0000015/(6 x .0254) = .00000984
Re2= (4.77 x 6 x .0254)/(1.14 x 10¯⁶)
Re2 = 637674
Utilizando el diagrama de Moody se obtiene
f2 = .01276
hf2 = .01276 (393 x 4.77²)/(6 x .0254 x 2 x 9.81)
hf2 = 38.16 m
Perdidas menores
hm2 = 11.2 (4.77²)/(2 x 9.81)
hm2 = 12.99 m
Perdidas totales
H = (21.52 + 38.16 + 11.27 + 12.99)
H = 83.94 m
Calculo de la potencia de la bomba
Ht = H top + H perd.
Ht = 31.7 + 83.94 = 115.6 m
Por consiguiente la potencia es:
P = ρQgHt
P = 999.1 kg/m³ x .181 m³/s x 9.81 m/s x 115.64 m
P = 205.2 kw
Si se supone una eficiencia global para la bomba de 75 %:
PR = P/.75 = 205.2 / .75
PR = 274 kw
TUBERIAS EN PARALELO
Las tuberías en paralelo son un conjunto de tuberías que parten de un nodo común y llegan a otro nodo también común. En estos nodos, los caudales que pasan por cada una de las tuberías se unen. Esto quiere decir que para cada una de las tuberías en paralelo aguas arriba los caudales deben estar unidos para luego dividirse en el nodo inicial y por ultimo volver a unirse en el nodo final; aguas debajo de este nuevamente debe existir un caudal único.
En general los sistemas en paralelo están limitados a 3 o 4 tuberías . Sin embargo es mas común que estén compuestos por 2 tuberías. Estas pueden tener longitudes, diámetros y accesorios diferentes a la vez que estén elaboradas de distintos materiales.
TUBERIAS EN PARALELO
EJEMPLO
En la red matriz del sistema de acueducto del municipio de Santa Marta, Colombia, existen dos tuberías que unen la planta de tratamiento de Mama toco y el tanque de las tres Cruces. Las dos tuberías tienen una longitud de 627 metros y un coeficiente global de 10.6. Una de ellas tiene un diámetro de 8 pulgadas en PVC (Ks = .0015 mm) y la otra tiene un diámetro de 12 pulgadas y esta elaborada en asbesto-cemento (Ks = .03 mm) La diferencia de cabezas entre los nodos de agua arriba y aguas abajo es de 26.4 m. El agua se encuentra a 20 ˚C, calcular el caudal total.
SOLUCION
ž Ρ = 998.2 kg/m³
ž µ = 1.005 X 10¯³ Pa.s
Por consiguiente
- V = 1.007 X 10¯⁶ Pa.s
Buscándose en la tabla 5.5 se obtiene se obtienen los siguientes resultados.
Tubería 1
-hf = 20.77 m
-hm = 5.63 m
Q = 104.7 l/s
ž Tubería 2
-hf = 19.03 m
-hm = 7.37 m
Q = 269.6 l/s
Por consiguiente el caudal total que pasa por el sistema es:
Qt= Q1 + Q2
Qt = 104.7 + 269.6
Qt = 374.3 l/s
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en esta exposicion recorde lo que aprendi en una clase pasada, referente al caudal en una de tipo serie (que es el mismo) y de paralelo que se reparte segun sus diametros pero se juntan en el otro extremo.
ResponderEliminarLa forma en que las tuberias esten conectadas ya sea paralelo o en serie es muy parecido a lo que se ve en circuitos, pero la diferencia es que no lleva una carga electrica en el sistema si no un tipo de fluido como aire, gas, agua, aceite, etc.
ResponderEliminarPara tuberias en paralelo son de 2 a 4 tuberias, ya que si se hacen de mas ya no seria una tuberia en paralelo si no una red de tuberias.
En esta exposicion vimos las caracteristicas de las tuberias ya sea en serie o en paralelo y como se comportan los fluidos en ellas, como lo seria en una tuberia en serie donde el caudal es el mismo sin importar el diametro o el material, en cambio en la tuberia en paraelo el caudal se divide en cuantas ramas tenga esta.
ResponderEliminaren este tema lo que aprendi y sirvio como de repaso lo de tuberias en serie y en paralelo, asi como el caudal de que cuando entra en una tuberia en paralelo deve de ser la mis ma con la condicion de Q1+Q2+Q3=Qt que es el caudal total que fue el que entro. Ademas de como se comportan los fluidos, el diametro y de que estan compuestas las tuneria que no afecta el cambio del caudal que sigue siendo el mismo
ResponderEliminarDe Victor Munoz:
ResponderEliminarEste tema expuesto por nuestro companero nos sirvio para senalar e indicar que no toda tuberia se calcula igual,ya que en la tuberia en serie y en paralelo existen las mismas variables,pero con diferentes valores;ya que una tuberia en serie o en paralelo se calcula igual que un circuito electrico serie o paralelo.
EN ESTA EXPOSICION SE NOS EXPLICO LA DIFERENCIA QUE EXISTE ENTRE UN SISTEMA DE TUBERIAS EN SERIE Y OTRO EN PARALELO, EN EL SISTEMA EN PARALELO LAS VARIABLES CAMBIAN DONDE COMIENZA EL NODO YA QUE EL CAUDAL SE DIVIDE Y SE TOMAN EN CUENTA LOS DIAMETROS DE LA TUBERIA DE CADA UNA DE LAS DIVISIONES.PERO AL FINAL LOS CAUDALES SE UNEN EN UN NODO COMUN.LO CUAL PUEDE COMPLICAR UN POCO LOS CALCULOS POR LA CANTIDAD DE VARIABLES QUE SE MANEJAN.
ResponderEliminarde esta manera sabemos diferenciar una tuberia en serie y otra en paralelo y realizar los calculos dependiendo del tipo de tuberia que tenemos
ResponderEliminarCON ESTA BREVE EXPLICACION DE LO QUE SON LAS TUBERIAS EN SERIE Y PARALELO RECORDAMOS QUE PARA CIERTOS PROCESOS NECESITAMOS DIVIDIR UNA TUBERIA O RAMIFICARLA PARA DESVIAR EL FLUIDO EN PARALELO. CON ESTO TENEMOS MENOS FLUJO PERO POR LA LEY DE LA CONTINUIDAD SABEMOS QUE EL VOLUMEN QUE ENTRA ES EL MISMO EN SALIR. UNA TUBERIA EN SERIE SIMPLEMENTE ES UNA TRAS DE OTRA.
ResponderEliminarConocer como resolver los sistemas de tuberias en serie y en paralelo aplica a la necesidad que tenemos por resolver nuestro proyecto personal ya que algunos nos toco en paralelo y esto da una buena base para saber diferenciar los sistemas
ResponderEliminarEl tema de Tuberias en serie y Paralelo es muy importante ya que determinamos por medio de los calculos las perdidas calculadas en el sistema.En las tuberias en serie al caudal siempre es el mismo y en tuberias en paralelo el caudal es diferente pero las perdidas son las mismas.
ResponderEliminaren esta expocicion repasamos sobre las tuberias en serie y en paralelo y estas dos se calculan igual ya que en una tuberia del mismo diametro el caudal de entrada deve ser que el de salida con una poca disminucion de las perdidas por friccion y esta tuberias serie y paralelo se calculan como los circuitos electricos
ResponderEliminarLa forma de utilizar, conectar y calcular las tuberia tanto en serie y paralelo es un proceso algo minucioso por el hecho de que cada una de las redes que se tienen en el sistema como por ejemplo en paralelo el caudal se debe de dividir y acercarlo a cero para poder tener un mejor calculo de el caudal y asi diseñar el sistema
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