°<*~Flujo en Tuberías~*>°

El  diagrama de Moody  consiste en una serie de curvas dibujadas sobre papel logarítmico, que se emplean para calcular el factor de fricción presente en el flujo de un fluido turbulento a través de un conducto circular. Con el factor de fricción F  se evalúa la pérdida de energía por fricción, un valor importante para determinar el desempeño adecuado de las bombas que distribuyen fluidos tales como el agua, la gasolina, el crudo y otros. Su uso simplifica la obtención del valor de  f , al contener la representación  gráfica  de  f  en función de  N R  para distintos valores de la rugosidad relativa sobre una escala logarítmica. Estas curvas han sido creadas a partir de datos experimentales con diversos materiales de uso común en la fabricación de tuberías. El uso de una escala logarítmica tanto para  f  como para  N R  es necesario, puesto que abarcan un muy amplio rango de valores. De esta forma se facilita la graficación de valores de distintos órdenes de magnitud. La primera gráfica

  El defecto de velocidad esta dada por : Esta relación muestra que el perfil de velocidad normalizado en la región central del flujo turbulento en una tubería depende de la distancia desde la línea central y es independiente de la viscosidad del fluido. Perfil de velocidad  ley de potencia  El valor de n se incrementa con los números de Reynolds que van en aumento. El valor n = 7 generalmente aproxima muchos flujos en la práctica, lo que da lugar al término del perfil de velocidad de ley de potencia de un séptimo.

  En muchos de los modelos turbulentos más simples, el esfuerzo de corte turbulento se expresa de manera análoga. Ecuación de viscosidad Turbulenta Viscosidad cinemática Turbulenta  Ecuación  de longitud de  mezcla  La difusividad molecular de la cantidad de movimiento u (así como m) es una propiedad del fluido y su valor se menciona en manuales de fluidos. Sin embargo, la difusividad de remolino u t (así como m t ) no es una propiedad del fluido y su valor depende de las condiciones del flujo.  

  Los  esfuerzos  cortantes  turbulentos  son la suma entre los  esfuerzos  cortantes viscosos debidos al flujo laminar y los  esfuerzos  cortantes convectivos debidos al transporte convectivo que se suma al transporte molecular. La transferencia de cantidad de movimiento provoca que la velocidad horizontal de las partículas de fluido aumente en u’ , y por tanto su cantidad de movimiento en la dirección horizontal aumenta a una razón de (r u’dA ) u’ , que debe ser igual a la disminución en la cantidad de movimiento de la capa de fluido superior.

El flujo inclinado se define como el flujo a través de tuberías que se desvían a partir de la horizontal o como el flujo a través del terreno accidentado. El flujo direccional se define como el flujo a través de tuberías que se desvían con respecto a la vertical, y es referida, como el flujo a través de tubería en pozos de perforación direccional. Ambos ofrecen problemas similares, pero se discuten por separado. Peso del fluido : Equilibrio de fuerzas: Perfil de Velocidad: Note que q > 0 y por lo tanto sen q > 0 para flujo colina arriba, y q < 0 y por lo tanto sen q < 0 para flujo colina abajo. Ejercicios: do.

  La ley de Poiseuille se vincula con el caudal de fluido que circula por un conducto. En la figura 1 se muestra un tramo de tubo bajo la presión  P 1  en el extremo izquierdo y la presión  P 2  en el extremo derecho y esta diferencia de presiones es la que hace moverse al fluido a lo largo del tubo. El  caudal  (volumen por unidad de tiempo) depende de la diferencia de presiones ( P 1  -  P 2 ), de las dimensiones del tubo y de la  viscosidad  del fluido. La relación entre estas magnitudes fue determinada por el francés J. L. Poiseuille asumiendo un flujo  laminar  y a esta relación se le conoce como  Ley de Poiseuille . Figura 1.- Ley de poiseuille en tubería Ecuación de energia para flujo unidimensional incompresible estacionario en términos de carga: 1)     El tramo de flujo es horizontal de modo que no existen efectos hidrostáticos o de gravedad ( z 1 = z 2 ); 2)     El tramo de flujo no incluye algún dispositivo que produzca o consuma trabajo como una bomba o turbina, porque ell

  La pérdida de carga en una tubería o en un elemento hidráulico de una conducción es la diferencia de presión entre dos puntos, para un determinado caudal. Si no hay fluido en movimiento no puede haber pérdida de carga. Además de las pérdidas de carga lineales (a lo largo de los conductos), también se producen pérdidas de carga singulares en puntos concretos como codos, ramificaciones, válvulas, etc. Presion dinámica  : En general, la  presión   es una medida de la   fuerza ejercida   por unidad de área en los límites de una sustancia. El término  presión dinámica  (a veces llamado  presión de velocidad  ) está asociado con el flujo de fluido y con el  efecto de Bernoulli,  que se describe mediante la  ecuación de Bernoulli : Factor de fricción de Darcy: El  factor de fricción  o coeficiente de resistencia de  Darcy -Weisbach (f) es un parámetro adimensional que se utiliza en dinámica de fluidos para calcular la pérdida de carga en una tubería debido a la  fricción: