PERDIDAS HIDRAULICAS Entre las pérdidas asociadas con los problemas en tuberías tenemos: Las pérdidas de energía porfricción o rozamiento de cada una de las láminas del fluido, entre si o con las paredes del conducto. Las pérdidas que ocurren localmente en el disturbio del flujo llamadas "menores" o “secundarias”. Pérdidas menores. Son llamadas pérdidas menores porque pueden despreciarse con frecuencia, particularmente en tuberías largas donde las pérdidas debidas a la fricción son altas en comparación con las pérdidas locales. Sin embargo en tuberías cortas y con un considerable número de accesorios, el efecto de las pérdidas locales será grande y deberán tenerse en cuenta. Causas que ocasionan pérdidas menores. Las pérdidas menores son provocadas generalmente por: Cambios en la velocidad, sea magnitud o dirección. Disturbios del flujo provocado por curvaturas o cambios bruscos en las secciones. Experimentalmente se ha demostrado que la magnitud de las pérdidas es aproximadamente proporcional al cuadrado de la velocidad. Pérdida en una expansión súbita. Un ensanchamiento súbito en la tubería provoca un incremento en la presión de P1 a P2 y un decrecimiento en la velocidad de V1 a V2 como se puede apreciar: Para el caso de contracciones y expansiones súbitas existe un factor de resistencia denominado K y esta dado por: + pérdidas Si el tubo está dispuesto horizontalmente z1 = z2. las fuerzas que actúan sobre el fluido son las que se muestran en la figura.a1) . Una presión P0 actúa en la zona de remolinos y el trabajo experimental ha demostrado que P0 = P1.V1) Como P0 = P1 y Q = a1 V1 = a2 V2 entonces.V1) (P1 .Pérdida en una expansión súbita.P2 de la ecuación (1).V1) (1) Aplicando la ecuación de Bernoulli entre las secciones (1) y (2). entonces: pérdidas Sustituyendo P1 . se expresan las pérdidas locales (hL) en términos de V1.P2) = V2 (V2 . Separación y turbulencia ocurre cuando el flujo sale del tubo más pequeño y las condiciones normales del flujo no se restablecen hasta una cierta distancia aguas abajo. Pérdidas pérdidas (2) Utilizando la ecuación de continuidad se tiene: a1V1 = a2V2. Aislando el cuerpo del fluido entre las secciones (1) y (2).P2 a2 = Q (V2 . Volumen de control para una expansión súbita. Aplicando la ecuación de conservación de momentum según la cual "la fuerza que actúa sobre el fluido en la dirección del flujo es igual al cambio de momentum". (P1 . tenemos que: P1 a1 + Po (a2 . o sea. V2 = a1V1 /a2.P2) a2 = a2 V2 (V2 . . Sustituyendo V2 en la ecuación (2). 24 0.16 0.32 0.060 0.34 0.28 0. K =1y PERDIDA EN EXPANSION GRADUAL En este caso la pérdida se ve afectada por brusquedad con la que se haga la reducción del diámetro.20 0.22 0.18 0. El área a1 del tubo es muy pequeña comparada con el área a2 del tanque.16 0. entonces.26 0. que se determina por el ángulo de reducción α Según Kisieliev: α 4a5 7 10 15 20 25 30 35 40 45 60 75 80 K 0.Y dado que resulta que K (coeficiente de pérdida). toma la forma: K Un caso especial ocurre cuando un tubo descarga en un tanque. dicho ángulo vale: .35 Para que el valor de la pérdida no sea grande.30 0. donde . el ángulo de reducción no debe exceder un valor especificado.