8/18/2019 Tuberías de Sección No Circular

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TUBERÍAS DE SECCIÓN NO CIRCULAR

Para la aplicación correspondiente al caso de tuberías circulares. Obtuvimos ecuaciones del

coeficiente f de Darcy en función del diámetro.

Sin embargo, en algunos casos, se presentan tuberías (conductos a presión) de sección diferente ala circular, como por eemplo cuadradas, rectangulares, ovales, etc.

Si tomamos como eemplo una sección rectangular vemos !ue el esfuer"o de corte no esconstante en todo el contorno. #llí donde el gradiente de velocidades es muy grande el corte serámayor al valor medio. $ambi%n debe tenerse presente !ue en secciones diferentes de las circulareses fácil !ue apare"can corrientes secundarias transversales.

&videntemente !ue nuestra ecuación fundamental para la determinación del coeficiente f deDarcy

$endría !ue ser ampliada de modo de incluir tambi%n el factor 'forma de sección

Sin embargo, los errores !ue se pueden cometer en la determinación de la rugosidad tienen unainfluencia mayor !ue la !ue resulta de ignorar el factor forma.

 #ceptaremos !ue en tuberías no circulares la p%rdida de carga puede calcularse con la fórmula deDarcy. Para esto se debe introducir dentro de la formula el concepto de radio idráulico, tal comose i"o en la deducción de la fórmula

&l radio idráulico de una sección circular es D/ 4. De acá !ue la ecuación de Darcy se transforma

en

Para el cálculo de  f se seguirá el mismo procedimiento !ue en las tuberías circulares,considerando

Por e*tensión se aplican los ábacos y fórmulas de las tuberías circulares, siempre !ue lassecciones no se aparten demasiado de la forma circular.

&n la primera parte de este capítulo se obtuvo la ecuación de f en tuberías lisas (ecuación+-+), partiendo de la ecuación ++. Si !uisi%ramos obtener una e*presión análoga a la +-+, peropara un canal muy anco, abría !ue partir de la ecuación + y se llegaría a

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/alculo del radio.&n los casos de un conducto circular lleno, las características del de la trayectoria del fluo es eldiámetro interior. Sin embrago mucos problemas prácticos de mecánica de fluidos implica el fluoen secciones transversales no circulares.

0as seccione circulares no trasversales pueden ser conductos cerrados completamente llenos ocanales abiertos, una de cuyas superficies está e*puesta a la atmosfera local. &stos tipos sonbastante diferentes uno del otro.

 

Secciones completamente llenas

&n la figura se presentan secciones transversales típicas no circulares cerradas. 0as seccionesmostradas podrían representar (a) un intercambiador de casco y tubo,(b) y (c) ductos dedistribución y (d) trayectoria de fluo dentro de una má!uina.

0a dimensión característica de las secciones transversales no circulares se conoce como radioidráulico 1, definido como el cociente del área neta de la sección trasversal de una corriente defluo entre el perímetro moado, P2, de la sección esto es3