Métodos, formulas y ejemplos para el calculo de perdidas de cargas en tuberias
Las pérdidas de carga en tuberías son una medida de la energía que se pierde debido a la fricción y a los cambios de dirección en el flujo de líquido. A continuación se presentan algunos métodos, fórmulas y ejemplos para calcular las pérdidas de carga en tuberías:
Métodos:
- Método de Hazen-Williams: este método es adecuado para líquidos que no contienen sólidos en suspensión y que fluyen a una velocidad relativamente baja. Se utiliza la fórmula: Hf = 1.852 × (Q/C)^1.85 × D^-4.87, donde Hf es la pérdida de carga en metros, Q es el caudal en metros cúbicos por segundo, C es el coeficiente de Hazen-Williams y D es el diámetro interno de la tubería en metros.
- Método de Darcy-Weisbach: este método se utiliza para líquidos que fluyen a velocidades más altas y para líquidos que contienen sólidos en suspensión. Se utiliza la fórmula: Hf = f × (L/D) × (V^2/2g), donde f es el factor de fricción, L es la longitud de la tubería en metros, D es el diámetro interno de la tubería en metros, V es la velocidad del líquido en metros por segundo y g es la aceleración debida a la gravedad (9.81 m/s^2).
- Método de Manning: este método es adecuado para líquidos que fluyen a velocidades muy bajas. Se utiliza la fórmula: Hf = (1.486/n^2) × (Q/A)^2 × R^(4/3), donde n es el coeficiente de rugosidad de Manning, Q es el caudal en metros cúbicos por segundo, A es el área transversal de la tubería en metros cuadrados y R es el radio hidráulico en metros (A/P, donde P es el perímetro mojado de la tubería en metros).
Ejemplo: Supongamos que tenemos una tubería de 100 metros de longitud y 0.15 metros de diámetro interno. El caudal de líquido que fluye a través de la tubería es de 0.02 metros cúbicos por segundo. El coeficiente de Hazen-Williams es de 130. Calcularemos la pérdida de carga utilizando el método de Hazen-Williams: Hf = 1.852 × (Q/C)^1.85 × D^-4.87 Hf = 1.852 × (0.02/130)^1.85 × 0.15^-4.87 Hf = 6.85 metros
Por lo tanto, la pérdida de carga en esta tubería es de 6.85 metros.
