sistemas de tuberías en serie

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Sistemas en serie clase I Puntos de referencia para la ecuación de la energía Datos del sistema Flujo volumétrico Q 0.015 Elevación en el punto 1 Presión en el punto 1 Elevación en el punto 2 10 Presión en el punto 2 Velocidad en el punto 1 Carga de velocidad en el punto 0 Velocidad en el punto 2 Carga de velocidad en el punto 0 Propiedades del fluido Peso específico 7740 Viscosidad cinemática 7.10E-07 Tubería 1 Tubería 2 Diámetro D 0.1023 Diámetro D 0.0525 Rugosidad e 4.60E-05 Rugosidad e 4.60E-05 Longitud L 15 Longitud L 200.00 Área A 8.22E-03 Área A 2.16E-03 D/e 2223.91 D/e 1141.30 L/D 146.63 L/D 3809.52 Velocidad del flujo 1.82 Velocidad del flujo 6.93 Carga de velocidad 0.17 Carga de velocidad 2.45 Número de Reynolds 262946.50 Número de Reynolds 512370.04 Factor de fricción f 1.82E-02 Factor de fricción f 1.98E-02 Pérdidas menores en tubería 1 Tubería K1 2.6714 Pérdida de energía hL1 0.4535 Pérdida en la entrada 0.5000 Pérdida de energía hL2 0.0849 Elemento 3 Pérdida de energía hL3 0.0000 Elemento 4 Pérdida de energía hL4 0.0000 Elemento 5 Pérdida de energía hL5 0.0000 Elemento 6 Pérdida de energía hL6 0.0000 Elemento 7 Pérdida de energía hL7 0.0000 Elemento 8 Pérdida de energía hL8 0.0000 Pérdidas de energía en la tubería 2 Tubería K1 75.3525 Pérdida de energía hL1 184.4013 Pérdida en la entrada 6.4600 Pérdida de energía hL2 15.8088 Elemento 3 0.5700 Pérdida de energía hL3 2.7898 Elemento 4 1.0000 Pérdida de energía hL4 2.4472 Elemento 5 Pérdida de energía hL5 0.0000 Elemento 6 Pérdida de energía hL6 0.0000 Elemento 7 Pérdida de energía hL7 0.0000 Elemento 8 Pérdida de energía hL8 0.0000 Resultados Pérdida total de energía hLt 205.99 Carga total sobre la bomba hA 218.26 Potencia agregada al fluido PA 25340.32 Eficiencia de la bomba 76% Potencia de entrada a la bomba PT 33342.52

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Hoja de cálculo para tuberías en serie.

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Page 1: Sistemas de Tuberías en Serie

Sistemas en serie clase IPuntos de referencia para la ecuación de la energía

Datos del sistemaFlujo volumétrico Q 0.015 Elevación en el punto 1Presión en el punto 1 Elevación en el punto 2 10Presión en el punto 2Velocidad en el punto 1 Carga de velocidad en el punto 1 0Velocidad en el punto 2 Carga de velocidad en el punto 2 0

Propiedades del fluidoPeso específico 7740 Viscosidad cinemática 7.10E-07

Tubería 1 Tubería 2Diámetro D 0.1023 Diámetro D 0.0525Rugosidad e 4.60E-05 Rugosidad e 4.60E-05Longitud L 15 Longitud L 200.00Área A 8.22E-03 Área A 2.16E-03D/e 2223.91 D/e 1141.30L/D 146.63 L/D 3809.52Velocidad del flujo 1.82 Velocidad del flujo 6.93Carga de velocidad 0.17 Carga de velocidad 2.45Número de Reynolds 262946.50 Número de Reynolds 512370.04Factor de fricción f 1.82E-02 Factor de fricción f 1.98E-02

Pérdidas menores en tubería 1Tubería K1 2.6714 Pérdida de energía hL1 0.4535Pérdida en la entrada 0.5000 Pérdida de energía hL2 0.0849Elemento 3 Pérdida de energía hL3 0.0000Elemento 4 Pérdida de energía hL4 0.0000Elemento 5 Pérdida de energía hL5 0.0000Elemento 6 Pérdida de energía hL6 0.0000Elemento 7 Pérdida de energía hL7 0.0000Elemento 8 Pérdida de energía hL8 0.0000

Pérdidas de energía en la tubería 2Tubería K1 75.3525 Pérdida de energía hL1 184.4013Pérdida en la entrada 6.4600 Pérdida de energía hL2 15.8088Elemento 3 0.5700 Pérdida de energía hL3 2.7898Elemento 4 1.0000 Pérdida de energía hL4 2.4472Elemento 5 Pérdida de energía hL5 0.0000Elemento 6 Pérdida de energía hL6 0.0000Elemento 7 Pérdida de energía hL7 0.0000Elemento 8 Pérdida de energía hL8 0.0000

Resultados

Pérdida total de energía hLt 205.99Carga total sobre la bomba hA 218.26Potencia agregada al fluido PA 25340.32

Eficiencia de la bomba 76%Potencia de entrada a la bomba PT 33342.52

Page 2: Sistemas de Tuberías en Serie

Sistemas en serie clase IPuntos de referencia para la ecuación de la energía

Datos del sistemaFlujo volumétrico Q 0.015 Elevación en el punto 1 12Presión en el punto 1 0 Elevación en el punto 2 0Velocidad en el punto 1 0 Carga de velocidad en el punto 1 0Velocidad en el punto 2 1.99E+00 Carga de velocidad en el punto 2 0.20180472

Propiedades del fluidoPeso específico 9800 Viscosidad cinemática 1.30E-06

Tubería 1 Tubería 2Diámetro D 0.1023 Diámetro D 0.0980Rugosidad e 4.60E-05 Rugosidad e 1.50E-06Longitud L 15 Longitud L 80.50Área A 8.22E-03 Área A 7.54E-03D/e 2223.91 D/e 65313.33L/D 146.63 L/D 821.68Velocidad del flujo 1.82 Velocidad del flujo 1.99Carga de velocidad 0.17 Carga de velocidad 0.20Número de Reynolds 143609.24 Número de Reynolds 149956.37Factor de fricción f 1.93E-02 Factor de fricción f 1.66E-02

Pérdidas menores en tubería 1Tubería K1 0.0000 Pérdida de energía hL1 0.0000Pérdida en la entrada 1.0000 Pérdida de energía hL2 0.2018Elemento 3 Pérdida de energía hL3 0.0000Elemento 4 Pérdida de energía hL4 0.0000Elemento 5 Pérdida de energía hL5 0.0000Elemento 6 Pérdida de energía hL6 0.0000Elemento 7 Pérdida de energía hL7 0.0000Elemento 8 Pérdida de energía hL8 0.0000

Pérdidas de energía en la tubería 2Tubería K1 13.6071 Pérdida de energía hL1 2.7460Codos 0.7920 Pérdida de energía hL2 0.1598Elemento 3 0.0000 Pérdida de energía hL3 0.0000Elemento 4 0.0000 Pérdida de energía hL4 0.0000Elemento 5 Pérdida de energía hL5 0.0000Elemento 6 Pérdida de energía hL6 0.0000Elemento 7 Pérdida de energía hL7 0.0000Elemento 8 Pérdida de energía hL8 0.0000

Pérdida total de energía hLt 3.11Presión en el punto 2 85167.7615

Page 3: Sistemas de Tuberías en Serie

Sistemas en serie clase IPuntos de referencia para la ecuación de la energía

Punto 1:Punto 2:

Datos del sistemaFlujo volumétrico Q Elevación en el punto 1Presión en el punto 1 Elevación en el punto 2Presión en el punto 2Velocidad en el punto 1 Carga de velocidad en el punto 1Velocidad en el punto 2 Carga de velocidad en el punto 2

Propiedades del fluidoPeso específico Viscosidad cinemática

Tubería 1 Tubería 2Diámetro D 0 Diámetro DRugosidad e Rugosidad eLongitud L Longitud LÁrea A 0 Área A 0D/e #DIV/0! D/e #DIV/0!L/D #DIV/0! L/D #DIV/0!Velocidad del flujo #DIV/0! Velocidad del flujo #DIV/0!Carga de velocidad #DIV/0! Carga de velocidad #DIV/0!Número de Reynolds #DIV/0! Número de Reynolds #DIV/0!Factor de fricción f #DIV/0! Factor de fricción f #DIV/0!

Pérdidas menores en tubería 1Tubería K1 #DIV/0! Pérdida de energía hL1 #DIV/0!Pérdida en la entrada Pérdida de energía hL2 #DIV/0!Elemento 3 Pérdida de energía hL3 #DIV/0!Elemento 4 Pérdida de energía hL4 #DIV/0!Elemento 5 Pérdida de energía hL5 #DIV/0!Elemento 6 Pérdida de energía hL6 #DIV/0!Elemento 7 Pérdida de energía hL7 #DIV/0!Elemento 8 Pérdida de energía hL8 #DIV/0!

Pérdidas de energía en la tubería 2Tubería K1 #DIV/0! Pérdida de energía hL1 #DIV/0!Pérdida en la entrada Pérdida de energía hL2 #DIV/0!Elemento 3 Pérdida de energía hL3 #DIV/0!Elemento 4 Pérdida de energía hL4 #DIV/0!Elemento 5 Pérdida de energía hL5 #DIV/0!Elemento 6 Pérdida de energía hL6 #DIV/0!Elemento 7 Pérdida de energía hL7 #DIV/0!Elemento 8 Pérdida de energía hL8 #DIV/0!

Resultados

Pérdida total de energía hLt #DIV/0!Carga total sobre la bomba hA #DIV/0!Potencia agregada al fluido PA #DIV/0!

Eficiencia de la bombaPotencia de entrada a la bomba PT #DIV/0!

Page 4: Sistemas de Tuberías en Serie

Sistemas en serie clase IPuntos de referencia para la ecuación de la energía

Datos del sistemaFlujo volumétrico Q 0.015 Elevación en el punto 1 12Presión en el punto 1 0 Elevación en el punto 2 0Velocidad en el punto 1 0 Carga de velocidad en el punto 1 0Velocidad en el punto 2 1.99E+00 Carga de velocidad en el punto 2 6.15E-02

Propiedades del fluidoPeso específico 9800 Viscosidad cinemática 1.30E-06

Tubería 1 Tubería 2Diámetro D 0.1023 Diámetro D 0.0980Rugosidad e 4.60E-05 Rugosidad e 1.50E-06Longitud L 15 Longitud L 80.50Área A 8.22E-03 Área A 7.54E-03D/e 2223.91 D/e 65313.33L/D 146.63 L/D 821.68Velocidad del flujo 1.82 Velocidad del flujo 1.99Carga de velocidad 0.05 Carga de velocidad 0.06Número de Reynolds 143609.24 Número de Reynolds 149956.37Factor de fricción f 1.93E-02 Factor de fricción f 1.66E-02

Pérdidas menores en tubería 1Tubería K1 0.0000 Pérdida de energía hL1 0.0000Pérdida en la entrada 1.0000 Pérdida de energía hL2 0.0615Elemento 3 Pérdida de energía hL3 0.0000Elemento 4 Pérdida de energía hL4 0.0000Elemento 5 Pérdida de energía hL5 0.0000Elemento 6 Pérdida de energía hL6 0.0000Elemento 7 Pérdida de energía hL7 0.0000Elemento 8 Pérdida de energía hL8 0.0000

Pérdidas de energía en la tubería 2Tubería K1 13.6071 Pérdida de energía hL1 0.8366Codos 0.7920 Pérdida de energía hL2 0.0487Elemento 3 0.0000 Pérdida de energía hL3 0.0000Elemento 4 0.0000 Pérdida de energía hL4 0.0000Elemento 5 Pérdida de energía hL5 0.0000Elemento 6 Pérdida de energía hL6 0.0000Elemento 7 Pérdida de energía hL7 0.0000Elemento 8 Pérdida de energía hL8 0.0000

Pérdida total de energía hLt 0.95Presión en el punto 2 748.050324

Page 5: Sistemas de Tuberías en Serie

Sistemas en serie clase IIMétodo II A: no hay pérdidas menores

Datos del sistemaPresión en el punto 1 120000 Elevación en el punto 1 0Presión en el punto 2 60000 Elevación en el punto 2 0Pérdida de energía hL 6.95249130938586

Propiedades del fluídoPeso específico 8630 Viscosidad cinemática 1.08E-05

Datos de la tuberíaDiámetro D 0.1541

Resultados: valores máximosRugosidad e 4.60E-05Longitud L 100Área A 1.87E-02 Flujo volumétrico Q 5.69E-02D/e 3350 Velocidad v 3.0527

Encontrar el máximo flujo volumétrico permisible, con el fin de mantener la presión deseada en el punto 2 para una presión dada en el punto 1

Page 6: Sistemas de Tuberías en Serie

Sistemas en serie clase IIMétodo II A: no hay pérdidas menores

Datos del sistemaPresión en el punto 1 Elevación en el punto 1Presión en el punto 2 Elevación en el punto 2Pérdida de energía hL #DIV/0!

Propiedades del fluídoPeso específico Viscosidad cinemática

Datos de la tuberíaDiámetro D

Resultados: valores máximosRugosidad eLongitud LÁrea A 0 Flujo volumétrico Q #DIV/0!D/e #DIV/0! Velocidad v #DIV/0!

Encontrar el máximo flujo volumétrico permisible, con el fin de mantener la presión deseada en el punto 2 para una presión dada en el punto 1

Page 7: Sistemas de Tuberías en Serie

Sistemas en serie clase IIMétodo II A: no hay pérdidas menores

Datos del sistemaPresión en el punto 1 120000 Elevación en el punto 1 0Presión en el punto 2 60000 Elevación en el punto 2 0Pérdida de energía hL 6.95249130938586

Propiedades del fluídoPeso específico 8630 Viscosidad cinemática 1.08E-05

Datos de la tuberíaDiámetro D 0.1541

Resultados: valores máximosRugosidad e 4.60E-05Longitud L 100Área A 1.87E-02 Flujo volumétrico Q 5.69E-02D/e 3350 Velocidad v 3.0527

Método II B: con pérdidas menores Flujo volumétrico Q 0.0538Presión p1 ###Presión p2 60182.9907p2 debe ser > 60000.0000

Datos adicionales de la tuberíaL/D 648.93Velocidad de flujo 2.88 Velocidad punto 1 2.8846Carga de velocidad 0.42 Velocidad punto 2 2.8846Número de Reynolds 4.12E+04 Carga de vel. Punto 1 0.4241Factor de fricción f 2.28E-02 Carga de vel. Punto 2 0.4241

Pérdidas de energía en tubería 1Tubería 14.76 Pérdida de energía hL1 6.2612Elemento 2 0.90 Pérdida de energía hL2 0.3817Elemento 3 0.68 Pérdida de energía hL3 0.2884Elemento 4 Pérdida de energía hL4 0.0000Elemento 5 Pérdida de energía hL5 0.0000Elemento 6 Pérdida de energía hL6 0.0000Elemento 7 Pérdida de energía hL7 0.0000Elemento 8 Pérdida de energía hL8 0.0000

Pérdida total de energía hLT 6.9313

Encontrar el máximo flujo volumétrico permisible, con el fin de mantener la presión deseada en el punto 2 para una presión dada en el punto 1

Utilizar los resultados del método II A; incluir las pérdidas menores; después se

calcula la presión en el punto 2

Ajustar la estimación de Q hasta que p2 sea mayor que la presión deseada.

Page 8: Sistemas de Tuberías en Serie

Sistemas en serie clase IIMétodo II A: no hay pérdidas menores

Datos del sistemaPresión en el punto 1 120000 Elevación en el punto 1 0Presión en el punto 2 60000 Elevación en el punto 2 0Pérdida de energía hL 6.95249130938586

Propiedades del fluídoPeso específico 8630 Viscosidad cinemática 1.08E-05

Datos de la tuberíaDiámetro D 0.1541

Resultados: valores máximosRugosidad e 4.60E-05Longitud L 100Área A 1.87E-02 Flujo volumétrico Q 5.69E-02D/e 3350 Velocidad v 3.0527

Método II B: con pérdidas menores Flujo volumétrico Q 0.0538Presión p1 120000Presión p2 101776

p2 debe ser > 60000Datos adicionales de la tubería

L/D 648.93

Velocidad de flujo 2.88 Velocidad punto 1 2.8846

Carga de velocidad 0.1292 Velocidad punto 2 2.8846

Número de Reynolds 4.12E+04 Carga de vel. Punto 1 0.1292

Factor de fricción f 2.28E-02 Carga de vel. Punto 2 0.1292Pérdidas de energía en tubería 1

Tubería 14.76 Pérdida de energía hL1 1.9075Elemento 2 0.9 Pérdida de energía hL2 0.1163Elemento 3 0.68 Pérdida de energía hL3 0.0879Elemento 4 Pérdida de energía hL4 0.0000Elemento 5 Pérdida de energía hL5 0.0000Elemento 6 Pérdida de energía hL6 0.0000Elemento 7 Pérdida de energía hL7 0.0000Elemento 8 Pérdida de energía hL8 0.0000

Pérdida total de energía hLT 2.1117

Encontrar el máximo flujo volumétrico permisible, con el fin de mantener la presión deseada en el punto 2 para una presión dada en el punto 1

Utilizar los resultados del método II A; incluir las pérdidas menores; después se calcula la

presión en el punto 2

Ajustar la estimación de Q hasta que p2 sea mayor que la presión deseada.

Page 9: Sistemas de Tuberías en Serie

Sistemas de tuberías en serie clase IIIMétodo III A:

Datos del sistema Propiedades del fluídoPresión en el punto 1 Peso específicoPresión en el punto 2 Viscosidad cinemáticaElevación en el punto 1 Resultados intermediosElevación en el punto 2 L/ghL #DIV/0!Pérdida permisible energía hL #DIV/0! Argumento entre corchetes #DIV/0!Flujo volumétrico Q Diámetro mínimo finalLongitud de tubería LRugosidad e Diámetro mínimo D #DIV/0!

Utilizar la ecuación (11-8) para calcular el tamaño mínimo de tubería de una longitud conocida, que conducirá un flujo volumétrico de fluido con caída de presión limitada (sin pérdidas menores)

Page 10: Sistemas de Tuberías en Serie

Sistemas de tuberías en serie clase IIIMétodo III A:

Datos del sistema Propiedades del fluídoPresión en el punto 1 102 Peso específico 62.4Presión en el punto 2 100 Viscosidad cinemática 1.21E-05Elevación en el punto 1 0 Resultados intermediosElevación en el punto 2 0 L/ghL 0.6729Pérdida permisible energía hL 4.62 Argumento entre corchetes 5.77391E-09Flujo volumétrico Q 0.5 Diámetro mínimo finalLongitud de tubería L 100Rugosidad e 1.50E-04 Diámetro mínimo D 0.3090

Utilizar la ecuación (11-8) para calcular el tamaño mínimo de tubería de una longitud conocida, que conducirá un flujo volumétrico de fluido con caída de presión limitada (sin pérdidas menores)

Page 11: Sistemas de Tuberías en Serie

Método III A:

Datos del sistema Propiedades del fluídoPresión en el punto 1 Peso específicoPresión en el punto 2 Viscosidad cinemáticaElevación en el punto 1 Resultados intermediosElevación en el punto 2 L/ghL #DIV/0!Pérdida permisible energía hL #DIV/0! Argumento entre corchetes #DIV/0!Flujo volumétrico Q Diámetro mínimo finalLongitud de tubería LRugosidad e Diámetro mínimo D #DIV/0!

Método III B: con pérdidas menores Diámetro especificado de tubería D 0.0538Tubería deVelocidad punto 1 0.0000Velocidad punto 2 0.0000

Datos adicionales de la tubería Carga de vel. Punto 1 0.0000L/D 0.00 Carga de vel. Punto 2 0.0000Rugosidad relativa D/e #DIV/0!

ResultadosÁrea 0.00Velocidad de flujo 0.00Carga de velocidad 0.0000 Presión dada en punto 1 0Número de Reynolds #DIV/0! Presión deseada en punto 2Factor de fricción f #DIV/0! Presión real en punto 2 #DIV/0!

Pérdidas de energía en tubería 1Tubería #DIV/0! Pérdida de energía hL1 #DIV/0!Elemento 2 0.9 Pérdida de energía hL2 0.0000Elemento 3 0.68 Pérdida de energía hL3 0.0000Elemento 4 Pérdida de energía hL4 0.0000Elemento 5 Pérdida de energía hL5 0.0000Elemento 6 Pérdida de energía hL6 0.0000Elemento 7 Pérdida de energía hL7 0.0000Elemento 8 Pérdida de energía hL8 0.0000

Pérdida total de energía hLT #DIV/0!

Utilizar la ecuación (11-8) para calcular el tamaño mínimo de tubería de una longitud conocida, que conducirá un flujo volumétrico de fluido con caída de presión limitada (sin pérdidas menores)

Utilizar los resultados del método III A; especificar el diámetro real; incluir las pérdidas menores; después se calcula la presión

en el punto 2

Page 12: Sistemas de Tuberías en Serie

Método III A:

Datos del sistema Propiedades del fluídoPresión en el punto 1 102.0000 Peso específico 62.4Presión en el punto 2 100.0000 Viscosidad cinemática 1.21E-05Elevación en el punto 1 0.0000 Resultados intermediosElevación en el punto 2 0.0000 L/ghL 0.6729Pérdida permisible energía hL 4.6154 Argumento entre corchetes 5.77391E-09Flujo volumétrico Q 0.5000 Diámetro mínimo finalLongitud de tubería L 100.0000Rugosidad e 1.50E-04 Diámetro mínimo D 0.3090

Método III B: con pérdidas menores Diámetro especificado de tubería D 0.3355Tubería de acero de 4 pulgadas cédula 40Velocidad punto 1 5.6561Velocidad punto 2 5.6561

Datos adicionales de la tubería Carga de vel. Punto 1 0.4968L/D 298.06 Carga de vel. Punto 2 0.4968Rugosidad relativa D/e 2236.67

ResultadosÁrea 8.84E-02Velocidad de flujo 5.66Carga de velocidad 0.4968 Presión dada en punto 1 102Número de Reynolds 1.57E+05 Presión deseada en punto 2 100Factor de fricción f 1.91E-02 Presión real en punto 2 100.46

Pérdidas de energía en tubería 1Tubería 5.70 Pérdida de energía hL1 2.8304Elemento 2 0.68 Pérdida de energía hL2 0.3378Elemento 3 0.77 Pérdida de energía hL3 0.3825Elemento 4 Pérdida de energía hL4 0.0000Elemento 5 Pérdida de energía hL5 0.0000Elemento 6 Pérdida de energía hL6 0.0000Elemento 7 Pérdida de energía hL7 0.0000Elemento 8 Pérdida de energía hL8 0.0000

Pérdida total de energía hLT 3.5508

Utilizar la ecuación (11-8) para calcular el tamaño mínimo de tubería de una longitud conocida, que conducirá un flujo volumétrico de fluido con caída de presión limitada (sin pérdidas menores)

Utilizar los resultados del método III A; especificar el diámetro real; incluir las pérdidas menores; después se calcula la presión

en el punto 2