Calculo de Tubería en Serie en Mecánica de Fluidos

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Calculo de Tubería en Serie – Mecánica de Fluidos

Calculo de Tubería en Serie en Mecánica de Fluidos

Sistemas de tuberías

El método más común para transportar fluidos de un punto a otro es impulsarlo a través de un sistema de tuberías. Las tuberías de sección circular son las más frecuentes, ya que esta forma ofrece no sólo mayor resistencia estructural sino también mayor sección transversal para el mismo perímetro exterior que cualquier otra forma.
El manejo de los fluidos en superficie provenientes de un yacimiento de petróleo o gas, requieren de la aplicación de conceptos básicos  relacionado con el flujo de fluidos en tuberías en sistemas sencillos y en red de tuberías, el uso de válvulas  accesorios y las técnicas necesarias para diseñar y especificar equipos utilizados en operaciones de superficie.

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Los fluidos de un yacimiento de petróleo son transportados a los separadores, donde se separan las fases  líquidas y gaseosas. El gas debe ser comprimido y tratado para su uso posterior y el líquido formado por petróleo agua y emulsiones debe ser tratado para remover el agua y luego ser bombeado para transportarlo a su destino.
El estudio del flujo en sistemas de tuberías es una de las aplicaciones más comunes de la mecánica de fluidos, esto ya que en la mayoría de las actividades humanas se ha hecho común el uso de sistemas de tuberías. Por ejemplo la distribución de agua y de gas en las viviendas, el flujo de refrigerante en neveras y sistemas de refrigeración, el flujo de  aire por ductos de refrigeración, flujo de gasolina, aceite, y refrigerante en automóviles, flujo de aceite en los sistemas  hidráulicos de maquinarias, el flujo de de gas y petróleo en la industria petrolera, flujo de aire comprimido y otros  fluidos que la mayoría de las industrias requieren para su funcionamiento, ya sean líquidos o gases. El transporte de estos fluidos requiere entonces de la elaboración de redes de distribución que pueden ser de varios tipos:
• Tuberías en serie.
• Tuberías en paralelo.
• Tuberías ramificadas.
• Redes de tuberías

SISTEMAS DE TUBERÍAS

Los sistemas de tuberías están formados por tramos de tuberías y aditamentos  que se  alimentan aguas arriba por un depósito o una bomba y descargan aguas abajo libremente  a la atmósfera o a otro depósito. En cualquier sistema de tuberías se pueden presentar los tres problemas hidráulicos  vistos anteriormente: cálculo de pérdidas, comprobación de diseño y diseño de la tubería. Siempre se trata de llegar a sistemas determinados en que a partir de unos datos se tienen inequívocamente n incógnitas para n ecuaciones.

SISTEMAS SENCILLOS 

Están compuestos por un conducto único alimentado en el extremo de aguas arriba por  un depósito o por una bomba y descargan a otro depósito o a la atmósfera. El conducto tiene una longitud determinada y accesorios que producen pérdidas de energía. Las ecuaciones básicas son la de la energía y la de continuidad para una vena líquida:
ECUACIÓN 25. ECUACIÓN DE LA ENERGÍA PARA SISTEMAS SENCILLOS
ECUACIÓN 26.FORMULA DE CONTINUIDAD PARA SISTEMAS SENCILLOS
IMAGEN 14. SISTEMA DE TUBERÍA SENCILLO
Existes varios casos para poder calcular las diferentes incógnitas que se pueden presentar en el momento de estudiar un sistema de tuberías simples , los casos se presentan continuación.

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