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La fórmula de Hazen – Williams La fórmula de Hazen – Williams, expresada en función del caudal Donde: Hf = Pérdidas de carga (m) L = Longitud de la tubería (m) D = Diámetro interno (m) Q = Caudal (m3/s) Los valores de los coeficientes “C” se sacan de tablas, según material y años de uso de las tuberías Los valores del coeficiente “C” dependen del material y del estado de las paredes de la tubería: La formula de Hazen – Willians es teóricamente correcta y precisa. Se usa para el manejo de agua, y se aplica satisfactoriamente en cualquier tipo de tubería y material. Sus límites de aplicación son los más amplios, siendo para diámetros de entre 50 a 3500 mm. El rango de aplicación respecto del número de Reynolds en tuberías lisas es hasta Re = 10 , ya que para valores mayores a éste no se recomienda su uso. La formula de Darcy – Weisback es una de las más utilizadas en la industria, porque se puede usar para cualquier tipo de líquido (fluidos incompresibles) y para tuberías de cualquier diámetro y material. La fórmula racional o de Darcy - Weisbach Donde: V = Velocidad (m/s) G = Aceleración de gravedad (9,81 m/s2) F = Coeficiente de fricción El coeficiente de fricción depende de: Rugosidad relativa de la tubería “ε» Número de Reynolds “Re” El valor de f se obtiene: Del ábaco de Moody De la formula de Colebrook (necesita de aproximaciones sucesivas) A través de la siguiente expresión K = Rugosidad absoluta D = Diámetro Re = Número de Reynolds Con esta formula se cometen errores inferiores al 1 % con respecto a la formula de Colebrook para las condiciones: Formula de Colebrook: SI NO Pérdida de Carga localizada: Como longitud de tubería recta equivalente (Expresada como n° de diámetro o unidades de longitud) Longitud equivalente = (L / D) * D = L Con “L” se entra a la formula de pérdidas de carga HAZEN - WILLIAMS DARCY - WEISBACH 2) Como una K multiplicada por la velocidad En función del caudal: EJEMPLO 1: Se quiere conducir un caudal de 0,25 (lts./s) desde un tanque a proceso situado a 150 metros de distancia, con un desnivel de 2,4 metros, utilizando una tubería de polietileno (C = 150). Se asume que toda la carga se puede gastar en fricción. Despejando: D = 0,024 (m). Este diámetro interno no existe comercialmente, el inmediato superior es 0,028 (m) (DN 32 PN4). Si calculamos el caudal con este nuevo diámetro: Este será el caudal que salga por la tubería Ejemplo 2: Diseño de la tubería: Altura 8 (m) Longitud de la tubería 165 (m) Caudal 200 (lts./s) Ejemplo 3: Requerimos un caudal de 5 (lts./s) ¿Qué carga debe desarrollar la bomba? Longitud real = 10 + 5 + 8 = 23 (m) Longitud equivalente, 2 codos = 30 * 2 * 0,0482 = 2,9 (m) Longitud equivalente, válvula 8 * 0,0482 = 0,4 (m) Longitud Total = 26,3 (m) SISTEMA DE TUBERÍAS 1. MODELO DE COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA Pérdidas continuas (long. Tubería) en DN 75 PN 6 L1 = 300 + 400 + 100 = 800 (m) D1 = 0,0706 (m) Pérdidas localizadas (pérdidas en componentes)en DN 75 PN 6 Pérdidas continuas (long. Tubería) en DN 50 PN 6 Pérdidas localizadas (pérdidas en componentes)en DN 50 PN 6 L2 = 100 +200 = 300 (m) D2 = 0,0464 (m) CURVA DE COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA
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