GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS HIDRÁULICA GENERAL TRABAJO PRÁCTICO N 4: CÁLCULO DE TUBERÍAS

Transcripción

1 GÍA E TRAAJOS PRÁCTICOS TRAAJO PRÁCTICO N : CÁLCLO E TERÍAS MATERIAL PREPARAO POR: ING. PATRICIA S. INFANTE, PROF. AJNTO ING. LIS E. GISASOLA, JTP MARÍA C. MASETTI, AY. E SEGNA AÑO: 00

2 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : ECACIÓN E LA TERÍA. HOJA Nº E 6. H CotaPezoétrca J GRÁFICOL ELMOOY H L MOVIMIENTOL LAMINAR Re 6 R ε v MOVIMIENTOL TRLENTOL ENLTERÍASL LISAS log log ε ν R MOVIMIENTOL TRLENTOL ENLTERÍASL RGOSAS log.70 ε FÓRMLAL ELCOLEROOK ε.5 log 0.7 Re FÓRMLAL ELARCY WEISACH J g f 0.70

3 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº E 6. EJERCICIO Nº: Calcular el dáetro de lo trao R A, RA y A, de la red aberta de la fgura guente: 600 R 500 R A ATOS: 60 ca /ν / Q 8 l/ Cota de R y R dato. * Para alcar Moody e uone un dáetro con el cual e obtene: ; Re y e calcula ε ν J * ; y luego e calculan la cota ezoétrca correondente. / g. Trao A: l A 00. Se uone un dáetro, or ejelo Q * 5.7 Re.7 *0.5* *0 Ω ( 0.5) ν 0.5 Para Abeto Ceento ε ε (.7) e Moody: 0.05 J 0.05* * g g 0.5 J H A J * l A / * Cota Pezoétrca en A C / H A ( ) Cota Pezoétrca en A.05. Trao R A: l RA 600 ; Q 9.5 /; ε CP( R) CP( A) ( ) 0. l 600 Adotao 0.00

4 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº E Q * 5.76 Re.76* 0.*87000.* 0 Ω ( 0.) ν e Moody: ε (.76 /eg) J 0.055* * 0. g g 0. El valor de J encontrado e enor que el donble, de odo que e uede adotar ete dáetro ( RA 0.0).. Trao R A: l RA 00 ; Q 5.8 l/; ε CP( R ) CP( A) ( ) c J l 00 Adotao Q * 5.97 Re.97*0.5* * 0 Ω ( 0.5) ν ε e Moody: 0.08 (.97 /eg) J ( ) 0.08* * 0.0 g g 0.5 J () J Se uede dnur algo á el dáetro hata llegar a una érdda untara J0.056, o cabar el ateral. Por ejelo: - Acero calbrado nuevo, de ε Re.9 0 ε (.97 /eg) J() * J g 0.5 g - Horgón: ε ε J( ) J g 5 Re.9*0 - Acero lanado n cotura: ε ε J( ) g Fnalente, la érdda de carga dede R y dede R reultan: H J * l 0. * H J * l *

5 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº 5 E 6. Cota ezoétrca de A: dede R : ( ). CP A.7 dede R : ( ) J J y J ε / *87000 g 0..*0 Re / ν gj Re.*0 Aroxadaente Re. * 0 Re Re 90 l ν.77 Q Ω *87000 y ara R A: / y J gj Re ε 0. ν 0.5 / g Re 5. 0 Aroxadaente 0.09 Re 0.09 Re 850 ν.9 Q Ω Para A: 0.50 ε 0000 H A CP (A) - CP ().7 (5060).7 J A / gj Re 00 ν / *87000 g Re 850.5*0 Re l Re 7705 Re.7* Re A ν.7 QA * Ω ltro/ eg. Ete caudal calculado e algo ayor que el necearo de 8 ltro or egundo, en el unto. La línea ezoétrca de ete tea aberto de tubería e la guente:

6 º AÑO TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº 6 E EJERCICIO Nº: na cudad lanea ejorar u ervco de abatecento de agua edante el arovechaento de un nuevo anantal de 00 l/ y or edo de la ntalacón de una tercera tubería de dtrbucón, que unda a la do extente de 650 de dáetro cada una deben conducr 700 l/ al unto de orgen de la red. La cota de lo eje de la tubería extente en el arranque de la ctada red e de 0, entra que la del raal nuevo e de 5. enonar la nueva tubería dede el anantal al deóto o cterna y denonar el nuevo raal, requrendo en cada unto de arranque una reón de at. (0.99.c.a.). La condcone toográfca on: PLANTA Cota 50. A Cota 9.5 Nín (88) C / cterna Manantal Fuente L A 8500 L C 000 C Cterna tub.φ650 (Cota 0) L 500 (Cota 5) / TRAMO A. La érdda de carga untara de la tubería dede el anantal tendrá e de: CPA CP J L 8500 A

7 º AÑO- 00 A cota de alda Manantal 8500 TRAAJO PRÁCTICO N : eóto HOJA Nº 7 E 6. El caudal del anantal e de 00 l/, que e el caudal de cálculo. ebeo rooner un, calcular, Re, /ε, entrar al gráfco de Moody, acar el y verfcar el valor de J. J g ε Re Adotao una tubería de Acero, de dáetro de 700, A 0.7, cuyo ε Q 000 Q Ω 0.78 ε 0.05 Ω Re 0000 ν. 0 Moody ν. 0 eg Verfcao el valor de J: J *0 g El valor encontrado e ráctcaente gual al donble, e adota el A 0.7. Luego e calcula el caudal: J 6.7*0 - /, 0.7, ε , /ε 000, y calculando: / ( 0.7) / gj Re 5. 0 ν Re 5 Re 0.7 ν 0.78 Q Ω ltro / eg. El caudal necearo e de 00 ltro or egundo, e adota el dáetro fnal A 0.7. TRAMOS C. Para la denone de la nueva tubería, dede el deóto al raal de la cudad debe toare el cao á defavorable, que e el nvel íno de agua en el deóto, e decr, cota 88.

8 º AÑO- 00 Náx (9.5) TRAAJO PRÁCTICO N : Nín (88) HOJA Nº 8 E φ C Cota 0 Cota 5 La reón de alda en lo unto C y requerda e de at. kg.0 c at c 0000 C at 0.99 kg 000 Calculao el Q ara la do tubería extente, que e el Q que llega a C or edo de la tubería C y cuyo dáetro e conocen CPC ( 0 ) 7 JC Ahora con C y J C e calcula: /.5 ( 0.65) 5 gj Re ν ε Moody 0.0 Re ε Re ( 0.65) ν.78 Q Ω.78 * Por cada tubería φ 650 y ε 0. (acero uado) e conduce 0.9 /. En total: *0.9 /.8 / y la condcón e: 700 l/ retan 860 l/, la longtud e de 500 y la dferenca de cota ezoétrca e: CP () - CP () 88 - (5 ) 5. TRAMO. 5 J Q 860 l/ 500 Se adota ; ε0.05 (acero nuevo) Q. / 0.7. Re Ω 0.7 ν. 0 / e Moody: 0.08 ε

9 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº 9 E 6. J 0.08 (.) g J e uy grande hay que auentar el φ a Q. /. Re Ω ν. 0 / Moody 0.0 ε 0.05 J * g 9.8 Se adota φ 900 ε Q.5 / Re Ω 0.9 ν. 0 / e Moody: 0.0 J g Se adota φ ε Q.7 / Re Ω 0.8 ν. 0 / e Moody: 0.0 J g El J calculado e ayor que el donble, or lo tanto, e adota un dáetro 900. φ700 5 φ000 φ650

10 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº 0 E 6. VERIFICACIÓN AL FINAL E LA VIA ÚTIL CON N CAMIO EN ε. Conderando el degate en la tubería: (ágna 75 Francco oínguez ), toando ε0.0. TRAMO A. Tubería dede la fuente hata la entrada de la cterna: J 6.6*0 - / y Q 00 l/. 0.0 Q 0.78 / Re e 6 Ω 0.7 ν. 0 / ε 0. Moody: 0.08 J g ucho á grande adotao A Q Re e 6 Ω 0.75 ν.*0 ε 0. Moody: 0.08 J * g Se adota un A 750 y ε 0., al fnal de la vda útl. TRAMO C. Se calcula la caacdad de lo do raale extente de 650 de dáetro, adotando un ε de ( 0 ) J ε /.5 ( 0.65) 5 gj *0 Re 6 ν. 0 / Re 05.* Re ν.6 Q Ω *Q 0.65 (φ 650 ).6 / Q nuevo acueducto.06 / TRAMO. Se adota 000 y ε ( 5 ) J Q.5 /.5 Re Ω ν. 0 / e Moody: ε 0. 6

11 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº E 6. Verfqueo: J g El valor verfca, ero robeo con φ ε Q Re Ω ( 0.9) ν. 0 e Moody: 0.07 J g Puede acetare un 000, que da una érdda de carga enor que la donble. Eto gnfca que al fnal de la vda útl e neceta un dáetro de 000, entonce e uede adotar ee dáetro coo el de deño. EJERCICIO N : eternar el dáetro de un tubo de acero (ε,58x0-5 ) necearo ara tranortar un caudal de 0,5 / de acete de vcodad cneátca de 0,0000 /, a una longtud de 000 y roveer una altura ezoétrca en el unto de 0. Trazar la línea ezoétrca del tubo. ato: ε 0, Q 0,5 / ν x0-5 / L 000 H A J C P C L P A A h A ( 5 0) ( 0 0) A LA A 000 Suonendo un 0, 0,5 Q Ω 7,96 ( 0,) 0,00767

12 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº E 6. 7,96 0, Re,59x0 ν 5 x0 5 0, 67 0, 08 (/ Moody) 5 ε,58x0 7,96 J J 0,08 0, 9>> J 0, 0077 g g 9,8 0, Por lo tanto e necearo robar con un dáetro enor que roduzca enor érdda de carga. 0,5 Q Suonendo un 0,5 :,7 Ω ( 0,5),7 0,5 0,5 097 ; Re 6,5x0 0, 0 (/Moody) 5 ε,58x0 ν 5 x0,7 J J 0,0 0, 00 < J 0, 0077 g g 9,8 0,5 0,5 Q Suonendo un 0,75 :, Ω ( 0,75), 0,75 0,75 Re 6,7x0 07 0, ν 5 ε,58x0 x0, J J 0,098 0, 00 < J 0, 0077 g g 9,8 0,75 0,5 Q Suonendo un 0,5 :,57 Ω ( 0,5)

13 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº E 6.,57 0,5 Re 7,07x0 ν 5 x0 0, , 098 (/ Moody) 5 ε,58x0,57 J J 0,098 0, 0055 < J 0, 0077 g g 9,8 0,5 0,5 Q Suonendo un 0,5 :,76 Ω ( 0,5),76 0,5 Re 0,5 7,8x , 096(/ Moody) 5 ν 5 ε,58x0 x0,76 J J 0,096 0, 007 < J 0, 0077 g g 9,8 0,5 Se adota eta olucón, orque e la que da la érdda de carga á cercana a la donble con el enor, y or lo tanto á econóco, dáetro. La línea ezoétrca e la guente: 0,5 A L.P. h A P / 0

14 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº E 6. EJERCICIO N : La tubería, cuyo corte tranveral e el de la fgura, abatece el tea de la fgura. El anóetro M arca, at. La caracterítca de la tubería del tea on longtud L 0, dáetro 00, Aereza ε del acero. Calcular la carga h ara que el caudal alentado ea de 5 l/ con la válvula aberta. /ν /eg, n conderar la érdda de carga ngulare. 0, Q 5 l/ M P A, at h 0 ato: P, at..c.a.; L 0 ; 00 ; Q 5 l/ 0,005 /; ε 0,05 5x0-5. 0,005 Q 0,6 Re 0,6 0, ,x0 Ω ( 0, ) ν 0, 000 0, 05 (del gráfco de Moody) J y 5 ε 5x0 g 0,6 0 h h L J h 0,05 0,99 l l g g 9,8 0, h. h. 0,99. h. P/. Línea ezoétrca h0.99 h.

15 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº 5 E 6. EJERCICIO N 5. Calcular la érdda de energía en etro debdo al frotaento ara una tubería de acero (ε 0,07 ) or la que crcula agua a 0 C, con un dáetro de 5, c y una longtud de 5, con un caudal de 89 l/n. Recordar que la vcodad cneátca del agua a 0 C e de / /. 5, l n Q Q 89 5, x0, 5 n l Ω ( 0, 05 ) 0, 05 Re, 5 0, , 8x , 0 5 ν ε, 7x0 5, 5 h L J ; J h h 0, 0 6, 8 h 6. 8 g l g 9, 8 0, 05 La érdda de carga e h 6.8. EJERCICIO N 6. n etanque e alenta de un lago edante una tubería de herro galvanzado (ε 0,5 ) de 650 de longtud. El nvel lbre del lago tene una cota de 80,, y el del etanque e de 5. Calcular la velocdad del agua y el caudal aortado en la tubería cuando la a tene un dáetro 50,8. 80,0 Lago L Etanque ato: L 650 ; h 80, 5 65, ; /ν / ; 50,8 ; ε 0,5 h 65, J 0,00 l 650 / / Re g J ( 0,0508) ,8 0, 80 ν 0, Re,x0 9 0, 05 Re ε,5x0 0,05 Re ν Re.7.7 /eg. ν 0, ( ) Q Ω ltro / eg..7/eg. Q.50ltro/eg.

16 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº 6 E 6. EJERCICIO N 7: na tubería de 5 c de dáetro reenta un enanche bruco a 5 c de dáetro. S la tubería tranorta 50 l/, calcular: a) La érdda de carga h or la ngulardad b) El auento de reón or el auento del dáetro de la tubería, edda en etro de coluna de agua Q Ω 0,5 Q Ω 9,8 ( 0,5 ) 0,5 0,5 h,0 ( ) enanche 9.8 / h h 5.8 g b) Auento de reón z z h z z h g g g g 9,8 9,8 g AAr ( ),0 9,8 enanche Seccón 0.5 5,8,96 AAr AAb,96 Seccón EJERCICIO N 8: El tubo otrado en la fgura debe tranortar un caudal de l/. El factor de frccón de cada trao e 0,08, y 0,058. eternar la carga H neceara ara oder untrar ee caudal H L 5 50 L 5 70 Plano de Referenca

17 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº 7 E 6. Se toa ernoull reecto del Plano de Referenca entre el deóto y la eccón de la tubería a la alda (a reón atoférca): H z Σ Σf z ( eb f en ) ( f ) g g g g g g Q Ω 0,00,5 ( 0,05) Factore de érdda de carga eb. 0,5 ( 0,05) ( 0,07) Q Ω 0,00 A.Arr en.br. 0, A.Ab L 5 f 0,08,0 0,05 L 5 f 0,058 0,7 0,07 Cálculo de la érdda de carga 0,78 ( 0,07),5,5 eb. 0,5 0,060 f,0,7 g 9,8 g 9,8,5 0,78 en.br. 0, 0,09 f 0,7 0,6 g 9,8 g 9,8 Σ 0,06,7 0,09 0,6,5 g ( 0,78 /eg.) H z Σ H.8 g g g Carga H.8.

18 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº 8 E 6. EJERCICIO N 9: tlzando el dagraa de Moody reonder a lo guente:. Para qué to de flujo la érdda or frccón varía con el cuadrado de la velocdad?.. Cuál e el factor de frccón () ara Re 0 5, en tubería la ara ε/ 0,000 y ε/ 0,00?.. Para qué rango del Re el factor de frccón e contante en una tubería de herro funddo (ε 0,5 ) de 5 de dáetro?.. Suonendo que la rugodad aboluta de un tubo dado e ncreenta en un eríodo de año, a tre vece u valor ncal, eto tendría ayor efecto en la érdda de energía en flujo turbulento ara Re alto o bajo?. 5. Para qué to de flujo deende úncaente de Re?. 6. Para qué to de flujo deende de Re y de ε/?. 7. S e 0,06 ara un tubo lo, cual ería el valor de ara un tubo de rugodad relatva ε/ 0,00 con el o Re. 8. Ide ara 0,05.. La érdda or frccón varía con el cuadrado de la velocdad ara el ovento turbulento.. Tubo lo 0,08 S Re /ε ,085 /ε 000 0,0. ε FF 0,5 /ε 608 e contante Re 7x0 5 0,5. ε ( año) ε 0 or lo tanto la aereza relatva (/ε 0 ) erá tre vece enor, y ara ovento turbulento, a enor aereza relatva ayor e el factor de retenca. Pero ara Re bajo el factor crece á rádo que ara Re alto, al dnur la aereza relatva; o ea que, el crecento de la aereza con el teo tene ayor efecto en el valor de la érdda de carga ara núero de Re bajo. 5. deende ólo del Re ara el ovento lanar. 6. deende de Re y de ε/ ara el ovento turbulento en tubería la. 7. 0,06 Re,06x0 Movento lanar (/ε 000) 0,06 Tubo lo 8. 0,05 Re,5x0 5 Tubo lo /ε 000 Re,5x0 5 0,008

19 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº 9 E 6. EJERCICIO N 0: En un royecto de rovón de agua dede un deóto ale una tubería de herro galvanzado (ε,5x0 - ) que conta de tre trao conectado en ere cuya caracterítca on la del equea. Calcular el caudal que tranorta ete tea cuando el o deagua a reón atoférca. Trazar la línea de energía y la ezoétrca. H6 Trao L ,5 Trao L.80 0,0 Trao L ,0 Se toa ernoull entre la eccón y la eccón, conderando coo lano de referenca, el eje hdráulco del tea de tubería: H Σ f z 0 g g ( f ) ( f ) ( f ) H z g g g g e la velocdad que necetao conocer ara oder calcular el caudal erogado. Para que la ecuacón quede ólo en funcón de eta ncógnta, e ueden calcular lo térno correondente a la érdda de carga coo funcone de la velocdad fnal en vez de la velocdad correondente al trao conderado, de la guente anera: Q Ω Ω Q g g donde e el factor de érdda de carga referdo a la velocdad. Aí la ecuacón queda coo gue: H f f g g g Pérdda de carga. Para cuantfcar la érdda de carga or frotaento en cada trao e necearo deternar el to de ovento turbulento (lo o rugoo), y luego alcar la ecuacón correondente ara cada cao. En ete cao al no conocere el caudal, no e abe la velocdad, y or lo tanto taoco el Re, ara u oteror clafcacón, or lo tanto e adota Movento Turbulento en tubería rugoa y luego e verfca tal tuacón. En cuanto a la érdda de carga or ngulardad, lo factore de retenca correondente e reuen en la ecuacone guente:

20 º AÑO- 00 eb. 0 5, ebocadura eb. g TRAAJO PRÁCTICO N : Ω en.br. enanche en.br. 9 Ω 9 g etr.br. etrechaento etr.br. g La tabla guente reue el cálculo de la érdda de carga anterore: Cálculo del caudal. H f g MOVIMIENTOLTRLENTOL ENLTERÍASLRGOSAS f L g H 6 0 9, 8 6, 778 L g ( 0,) f 89, Q Ω,89 0, Verfcacón del to de ovento. TRAMO () ε () L () f / ( /) f.(/).(/ ) , g f H 0 Pr eónlatoférca l Q TRAMO () ε () L () Q ( /) (/) Re /ε Mov.Turb./Moody tub.la tub.la tub.la f HOJA Nº 0 E 6. R log. 70 ε

21 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº E 6. El ovento e turbulento en tubería la, de odo que e necearo recalcular la érdda de carga or frotaento con la ecuacón guente: Cálculo del caudal. Para el cálculo del caudal erogado e ua la fórula obtenda or la alcacón del Teorea de ernoull entre la eccón (agua arrba) y la eccón, la cual e: FÓRMLA MEMCOLEROOK ε log Re TRAMO () ε () L () Q ( /) (/) Re /ε /g () f f () () H z H ( ) ( ) 5.7 g g g(h g f f 9.8 (6 5.7).86 /eg Q 0.0 /eg. Q 0ltro/ eg. Ete caudal encontrado e ca gual al uado ara lo cálculo de la érdda de carga. e odo que el caudal e: Q ltro/eg Trazado de la ezoétrca. A. Arr H 6 CP A.Arr g A.Ab A.Arr CP A.Ab A.Ab g A.Arr A.Ab f CP A.Arr A.Arr g A.Ab A.Arr CP A.Ab A.Ab g A.Arr A.Ab f

22 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº E 6. CP A.Arr A.Arr g A.Ab A.Arr. CP A.Ab A.Ab g A.Arr A.Ab f CPA.Arr A.Arr g Plano de energía contante Línea de energía Línea ezoétrca Eje de la cañería Nota: Ete gráfco e un equea n ecala. El valor negatvo de la últa cota ezoétrca e debe a la aroxacone realzada en lo cálculo. EJERCICIO N : Calcular la energía neceara en el deóto de la fgura, ara que el tea erogue un caudal de 60 l/, conderando que el ateral uado e herro galvanzado (ε,5x0 - ). Adeá calcular la cota ezoétrca y la energía en cada unto caracterítco. H Trao L 0, Trao L 5 0,0 Trao L 0,0

23 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº E 6. Pérdda de carga. Para cuantfcar la érdda de carga or frotaento en cada trao e necearo deternar el to de ovento turbulento (lo o rugoo) y luego alcar la ecuacón correondente ara cada cao. n reuen de la ecuacone a alcar e el guente: Q Re f J L L ν g g ε. 5 FÓRMLA MEMCOLEROOK log 0. 7 Re R MOVIMIENTO L TRLENTO LENL TERÍAS LRGOSAS log. 70 ε En cuanto a la érdda de carga or ngulardad, lo factore de retenca correondente on: eb. 0,5 ebocadura eb. g en.br. etr.br. Ω Ω enanche en.br. 9 9 etrechaento etr.br. g g La tabla guente reue el cálculo de la érdda de carga anterore: TRAMO () ε () L () Q (/) (/) Re /ε Tub.la J f () /g () Cálculo de la altura. H z eb. f en.br. f etr.br. f g , 007 0, 07 0, H z , g H. 96 Trazado de la ezoétrca A. Arr H. 96 CP A. Arr H. 96 A.Ab A.Arr eb CP A.Ab A. Ab g A.Arr A.Ab f CP A.Arr A. Arr. 9. 0, 05 g

24 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº E 6. A.Ab A.Arr en.br CP , 0 0, 8 A.Ab A.Ab A.Arr A.Ab f , 007 0, 87 CP A.Arr A. Arr 0, 87 0, 0 0, 8 g A.Ab A.Arr etr.br 0, 87 0, 07 0, CP A.Ab A. Ab 0, 09, 0, 0 g. A.Ab f 0, 0, 0 0, 9 CP 0,9 0,9 0 g Plano de energía contante g Línea de energía Línea ezoétrca Eje de la cañería Nota: Ete gráfco e un equea n ecala. EJERCICIO N : En una cudad una tubería de herro galvanzado (aereza aboluta de 0,5 ) de 000 de longtud y 500 de dáetro, lleva agua otable dede un deóto elevado R cuyo nvel íno tene una cota de 97, al unto de dtrbucón rncal de la red (A), de cota 5. Se contruye un egundo raal (II) de gual dáetro, aereza y longtud que el rero extente. Trazar la ezoétrca y calcular: a) La altura de reón de la tubería ante y deué de la ntalacón de la egunda tubería, requréndoe un caudal de 0 l/. b) La cantdad de hdrante que odrían, teórcaente, entrar en ervco cada uno untra un caudal de 6 l/ ara una reón de trabajo de 0.

25 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº 5 E 6. C.P.R 97 C.P.A 5 a.) Ante de la contruccón del raal II 0,, 0,5 Q, 5 0,5 Re 8,56x0, Ω ( 0,5) ν 6 ε,5 x0,5x0 el gráfco de Moody e concluye que e Movento Turbulento en Tubería La, y e uede utlzar la ecuacón guente: ε. 5 FÓRMLA MEMCOLEROOK log 0. 7 Re Para la reolucón del valor de e necearo realzar teracone uceva en la ecuacón anteror y calcular la érdda de carga que e roduce en la a. La tabla guente reue lo cálculo realzado. L J J H J L g g g () ε () L () Q (/) (/) Re /ε Tub.la J f () Planteando Teorea de ernoull entre el deóto R y el unto A: R R A A R A zr za H R A R A zr za H g g A R z 87 R A La línea ezoétrca en eta crcuntanca e la guente: ( z H) 97 0 ( 5. ) 9..c.a. A c.a.

26 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº 6 E 6. R / 0 h. z 5 A / 9.87 eóto R a.) eué de la contruccón del raal II. El caudal de cada tubería e la tad del caudal total: Q Lo cálculo on lo guente: Q 0, 0 0, Punto A () ε () L () Q (/) (/) Re /ε Tub.la J f () A R zr ( za H) 97 0 ( 5 5, 78) 6, A 6, b) Cantdad de hdrante. R A R A zr za H H zr za 97 0 ( 5 0) H J 0, 007 el Gráfco de Moody e extrae el valor de Re, ara calcular Q. L 000 / / ( 0, 5) 5 0, 5 Re gj 9, 8 0, , x0 5 ν 5, x0 ε 5, x0 con Re y e obtene del dagraa de Moody 0, 06 y 5 Re 9x0 ε 5 5 9x0 5, x0 Re ν ( 0, 5) I, 5 QI I Ω, 5 0, 0, 5 Aí, el caudal total eqii QI 0, 0, 88 0, 88 El núero de hdrante e calcula coo gue: QII Nº hdrante 6hdrante QH Se ueden ntalar 6 hdrante. Q II

27 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº 7 E 6. EJERCICIO Nº: Calcular el caudal que crcula or una tubería de acero de aereza de 0,05, con agua a ºC, con un dáetro de 50 y una longtud neta de 50, cuando / 50 ca y cota de 500..n.. Y en el unto de entrega e verfca una reón de 8 ca y una cota de 70..n.. ato. ε 0,05 Punto Punto 50 / 50 / 8 L 50 z 500 z 70 z z h g g ero coo z z h h z z ( 70 8) 6 h 6 J 0, 096 Re L 50 ν 0, con Re y ε 0, 5x0 6 5,5x0, x0 Re ν, 0,05 l El caudal e Q, 8 / gj 6 / ( 0, 05) 9, 8 0, 096 8, 5x0, x0 e obtene del agr. de Moody Re 5,5x0 ε ( 0, 05) Q Ω, 0, 008 / 50 h 6 z 500 / 8 z 70 EJERCICIO Nº: A travé de una tubería de acero crcula agua a 5ºC. El dáetro de la tubería e de 5 c, con una longtud de 5 y tranorta un caudal de 800 l/n. Calcular el núero de Reynold y la érdda de carga. La vcodad cneátca del agua a 5ºC e de 0,897x0-6 / y la aereza de la tubería e de,5x0 -.

28 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº 8 E 6. 0, 0 ltro n. Q Q / eg. 6, 78 n. 60eg 000ltro Ω ( 0, 05) 6, 78 0, , 05 Re, 78x0 Mov.Turb. Tub. Rugoa ν 6 ε, 5x0 0, 897x0 La ecuacón a uar e: R MOVIMIENTO LTRLENTOLENL TERÍASLRGOSAS log. 70 ε Q (/) () ε () L () (/) Re J H () Reueta: 78x0 H 7 5 Re, y. EJERCICIO Nº5: En el unto A de una tubería horzontal de 0 c de dáetro la altura de reón e de 60. A una dtanca de 60 de A, la tubería de 0 c ufre una contraccón bruca hata el dáetro de 5 c de la nueva tubería. A una dtanca de eta contraccón bruca de 0 la tubería de 5 c ufre un enanchaento bruco, conectándoe con una tubería de 0 c. El unto etá 0 agua abajo de ete cabo de eccón. Para una velocdad de, / en la rer tubería. bujar la línea de energía y ezoétrca, conderando una aereza aboluta de 0.5 y /ν de /. A C Plano Referenca L A 60 A 0 c L C 0 C 5 c L C 0 C 0 c El cálculo del caudal e realza tenendo en cuenta la velocdad dato del rer trao: A (/) A () Q ( /) La érdda de carga e calculan con la guente ecuacone y lo cálculo on:

29 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº 9 E 6. Q Re f J L L ν g g ε. 5 FÓRMLAMEMCOLEROOK log 0. 7 Re R MOV. LTRLENTOLENL TERÍASLRGOSAS log ε en.br. etr.br. Ω Ω C C C A 9 C C etrechaento 9 etr.br. enanche C g en.br. C g. 70 () L()Q ( /) (/) /g ()Re ε () /ε Mov. f J f () () A tub.la C tub.la C tub.la Cálculo de lo ernoull y Cota ezoétrca. A A z A CP g A ( A.Ar) A fa ( 60,0,0 ) 59,6 CP ( AAr) ( AAr) ( 59,6 0,0) 58,96 C ( AAb) ( AAr) etr.br ( 59,6,78 ) 57,8 CP ( AAb) ( AAb) ( 57,8,7) 5,7 C C ( AAr) ( AAb) fc. ( 57,8 8.85) 8.6 CPC ( AAr) C( AAr) ( 8.6,7).89 C en.brc C ( AAb) C( AAr) ( ) 5.9 CPC ( AAb) C( AAb) ( 5.9 0,0) 5.6 C C ( AAb) fc ( 5.9 0,5) 5. CP ( 5. 0,0) 5. Nota: El gráfco e un equea n ecala. z A A A A g g g 60 g g

30 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : Línea de energía HOJA Nº 0 E 6. Línea ezoétrca A C EJERCICIO N 6: o deóto de agua etán conectado or edo de una tubería que conduce un caudal de agua de 50 l/. El nvel de agua en el rer deóto e de 5 etro. La tubería e de herro galvanzado (ε 0,5 ) y oee un rer trao de 0 etro de longtud y 0 c de dáetro. Calcular: a) El nvel o energía en el egundo deóto. b) La cota ezoétrca agua arrba y agua abajo del etrechaento. ebocadura 0,5; deebocadura ; /ν / h A C L A 0 A 0,0 L C 0 C 0,5

31 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº E 6. Cálculo de la érdda de energía. La ecuacone guente on la que e alcan ara el cálculo de la érdda de carga y el cálculo de h: Q Re f J L L ν g ε. 5 FÓRMLAMEMCOLEROOK log 0. 7 Re R MOV. LTRLENTOLENL TERÍASLRGOSAS log ε etr.br. eb 0. 5 C A eb eb etrechaento A g etr.br. deeb C g deeb deeb C g. 70 () L() Q (/) (/) /g () Re ε () /ε Mov. J f () () A tub.la C tub.la C tub.la Cálculo de la energía en el egundo deóto. h h CP h h AAr. C C C AAr. ( ). 5., A C CP C. 69 Cota ezoétrca. CP 5 AAr. CP CP CP Ar Ab Ar A AAr. AAr. eb. eb., 89 CP fa Ab fa A g etrech., 59 ( 5 0, 0 0, 07 0, 06) C g, 89 ( 5 0, 0 0, 07 05, 0, 08), 59

32 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº E 6. EJERCICIO N 7: Conderando úncaente la érdda or frotaento en la tubería. Qué altura de carga e neceta ara tranortar 0 l/ de un fuel-ol eado a 0 C a travé de 000 de una tubería nueva de PVC de 0 c de dáetro? Conderando una aereza ε 0,00 y una ν 5,8x0-6 /. 0,, 0, 0 Q, 00 Re 77, x Ω ( 0, 0) ν 6 ε 0, 00 5, 8x0 0, 065 (del gráfco de Moody) E Movento Turbulento en Tubería La. J y g h J l h l g h, 66 EJERCICIO N 8. na tubería de 0 c de dáetro reenta un enanche bruco de 50 c de dáetro. S la tubería tranorta 00 l/.. Calcular:. La érdda de energía H or la ngulardad reentada.. El auento de reón or la ngulardad, exreado en etro de coluna de agua. en.br. Ω Ω 9 9 enanche () Q (/) (/) /g () () en.br. g d 0.0 d 0.50 La érdda de carga or el enanche bruco e H 5.86 z g z H g enanche El auento de la reón e /.. ( ) z z g H g enanche

33 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº E 6. EJERCICIO N 9. n chorro de agua e decarga edante una tobera, de acuerdo al equea de la fgura. Calcular el caudal que e erogado y la altura de reón de la tobera. 80 tubería 0.8 Ltubería 50 tubería 0.0 tobera 0.06 tobera ebocadura0.9 H z T H tub. g T H tub. g T H g T H g [. 95] T f z g Ltub. tub. g Ltub. tob tub. tub gh g tob tub 0 tobera Ltub. T f tub. eb. tobera tub. g g g tub tob PorMecuacónMcontnuda d T T Ltub. T H tub. eb. tobera g tub. g g g A.Ar.Tobera T T A T T Q. 7 / eg. tub. H eb. tub. g T eb. g tob eb. tub atófera T. 5 /. Q A tob tub tobera Ltub. T tub. g T tob. T tobera g g T tob tub / eg. 95ltro / eg.

34 º AÑO- 00 EJERCICIOS PROPESTOS TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº E 6. EJERCICIO Nº0. n flujo de acete de una dendad de 900 kg/ y ν 0,0000 / crcula con un caudal de 0, / a travé de un tubo de herro funddo de 00 de dáetro y 500 de longtud. eternar la érdda de carga. tlzar el ábaco de Moody, conderando un ε 0,6. EJERCICIO Nº. n flujo enonar una tubería de P.V.C., or la que crcula un caudal de 0,5 /, la longtud de la a e de 00 y la érdda de carga de 0. Conderar una velocdad de 0,5 /. EJERCICIO Nº. eternar el caudal a la alda de la tubería de P.V.C. rereentada en el equea. 6 φ 0,5 φ 0,0 φ 0, E EJERCICIO Nº. La tubería del equea e de herro funddo, afaltada y nueva de 5 k de longtud y 50 de dáetro, debe untrar un caudal de 00 l/eg. dede el deóto A al arranque de la red, a una cota 0 ayor que la cota ína de A. La reón de trabajo neceara en ete arranque e de 0. Calcular la otenca neceara ara culr ete coetdo recordando que: P xqxh/75r. El rendento r e de 0.75 y la otenca queda en HP. /

35 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº 5 E 6. EJERCICIO N : Calcular en una teracón ara lo caudale el Q en funcón del dagraa de la fgura. Toando lo del cálculo de α de la aroxacón ncal, calcular la ezoétrca del tea. L 0-00 L L L 0 0 Qe ato: P / 0.c.a. Q 0,6 Qe; Qe 00 l/; q ruta 0,00 l/( ); ε 0,05 l l l l Q 0,6 Qe 0, Q 0, Qe 0, l l l Q Q qruta L 0 0, 0 08 l l l Q Q qruta L 60 0, MALLA TRAMO () L () Q 0 (l/) I Con Re y ν α Q0 Q α Q 0 L e entra en el ábaco de Moody ara obtener. α 0,08 5 ε Q* Q 0 Q J J J L g g La teracone e reuen en la guente tabla, conderando lo gno reectvo.

36 º AÑO- 00 TRAAJO PRÁCTICO N : HOJA Nº 6 E 6. MALLA TRAMO Q 0 L Re /ε Q 0 α αq 0 αq 0 Q Q 0 * E I E E E MALLA TRAMO Q 0 L Re /ε Q 0 α αq 0 αq 0 Q Q 0 * E I E E E MALLA TRAMO Q 0 L Re /ε Q 0 α αq 0 αq 0 Q Q 0 * E I E E E Cálculo de la cota ezoétrca MALLA TRAMO Q 0 L J f CP () I CP 0 CP CP f CP CP f CP CP f CP CP f Línea Pezoétrca