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Proyecto problema personal

Proyecto Problema Personal

Gasto: 4,000 gal/min; presión de descarga: 110 psi; tubería de acero inoxidable; reemplazar la bomba calculada por 2 equivalentes operando en serie; fluido a bombear: aceite hidráulico SAE 10; utilizar TODAS las variables de la ecuación de Bermoulli en las 3 dimensiones; calcular la eficiencia de la bomba y el diámetro màs económico para la tubería y utilizar al menos 10 accesorios.

Datos

SAE 10

µ = 4.1 cst

Densidad= .91

Φ= 2 in cedula 40

A= πd² /4= π(.172 Ft)² /4 A= .023 ft.

Di= 2.067 in/12 in = 1 ft= Di= .172 ft.

Q= 8.88 ft cubicos/seg

V= Q/A V= 8.88/.023 ft V= 386.08 ft/seg.

F= .25/ [Log 7.8567 x10 -5 + .0007] ²

F= .25/16.84 F= .0148

Accesorios

5 codos de 90 grados

2 codos de 45 grados

2 niples

1 T

Tuberias distancias= 15.82 m = 51.9 ft.

V²/2g = 386.08/2(32.2 ft/ ²seg ) = 2314.56 ft.

Perdidas

P codos 90 = (2314.56) (.0148)(32)(5)= 5480.8 ft.

P codos 45= (2314.56) ( .0148)(15)(2) = 1027.66 ft.

P nicles = 0 no existen perdidas

P T= (2314.56)(.0148)(20) = 685.11 ft.

P ft = 2314.56(.0148) 51.9 ft / .172 ft = 10336.4 ft

N de Re= VDint/Viscosidad

N de Re= (386.08 ft/seg)(.172 ft)/.0036 ft² = 20772.8

P2-P1/Densidad g/gc + (h2-h1) + V2² -V1² /2g + Pf+wf= 0

Visita a la empresa Climas y Proyectos LEYCO S.A. de C.V.

Visita a la empresa CLIMAS Y PROYECTOS LEYCO S.A. de C.V.

Durante el transcurso de la primer semana de mayo acudí a la empresa climas y proyectos LEYCO en dicha empresa se diseñan y se construyen aires como de casa pero con una característica importante que son tamaño industriales y son en realidad de gran magnitud y a estas unidades se les llama “lavadoras de aire” aunque algunas de estas maquinas también tienen integrado un sistema para calefacción.

La funcion de estas lavadoras de aire es tomar aire caliente (aire ambiental) y pasarlo por un sistema de celdek y que este a su vez s mantienen húmedos por un sistema como de aspersores el aire pasa por en medio de estos cartones enfriándolo mientras que es succionado por una turbina de gran dimensión que este lógicamente movido por un motor de gran potencia y unas chumaceras que resisten el gran peso de dicha turbina.

La construcción de estas maquinas se toma un poco de tiempo realizarlas ya que se necesita saber como se van a elaborar se necesita saber cuantos metros cúbicos por hora necesita enfriar y de que manera se va a repartir ese aire para saber sus dimensiones y tipos de salida ya que los tubos de espiroducto pueden salir directamente de frente o puede diseñarse de tal manera que los ductos salgan por la parte inferior o ya sea para arriba todo depende de el lugar en donde esta estará.

Cabe mencionar que la elaboración de estas unidades son casi todas elaboradas en su mayor totalidad en este lugar a acepción de los motores, todo lo demás hay gente especializada para realizar cada trabajo, ya sean soldadores, dobladores, almacenistas, electricistas, etc., etc..
A continuación se muestra lo que seria una turbina de que se hablo anteriormente, se puede apreciar que el trabajo no esta completo aun, pero es para darnos una idea de la magnitud de dicha maquina en su interior:

La siguiente fotografía es también de su interior pero esta vez se ven los CELDEKs que son los que enfrían el aire:

CARACTERÍSTICAS DE CELDEK

ALTA EFICIENCIA

El paquete de 12 pulg. de grueso a 450-500 pies/min de velocidad del aire logra una eficiencia de enfriamiento del 90%.

ALTA VELOCIDAD DEL AIRE

El relleno permite velocidades de aire de hasta 600 pies/min (3.00 m/seg) sin arrastre de agua.

AUTOLIMPIANTE

Debido a su propia configuración y a la gravedad, el relleno es autolimpiante como resultado del lavado del agua. Manteniendo el agua en circulación sin flujo de aire se evita la calcificación.

BAJA CAÍDA DE PRESIÓN

El relleno de 12 pulg. de grueso trabajando a 500 pies/min de velocidad del aire tiene una caída de presión de 0.2 pulg. de agua.

BAJO CONSUMO DE AGUA

Debido a la característica absorbente del material, el relleno requiere de muy poca cantidad de agua y como no requiere espreas disminuye la potencia de la bomba de agua de circulación.

AMPLIO ENFRIAMIENTO

Cada pie cúbico de relleno tiene 123 pies cuadrados de superficie de transmisión de calor

PERDIDAS PRIMARIAS EN TUBERIAS CERRADAS

Primarias Secundarias

Perdidas primarias.- Perdida de superficie en el contacto del fluido con la capa limite. Rozamiento de unas capas de fluidos con otras (regimen laminar) o de las partículas de fluidos entre si (regimen turbulento).

Presion

RUGOSIDAD EN LAS TUERIAS COMERCIALES

El Factor o coeficiente de fricción puede deducirse matemáticamente en el caso de régimen laminar, pero en el caso de flujo turbulento no se dispone de relaciones matemáticas sencillas para obtener la variación de f con el número de Reynolds. Además, algunos investigadores han demostrado que la rugosidad relativa de la tubería (relación de la altura de las imperfecciones superficiales interior de la tubería) también influye en el valor de f.

Para flujo laminar en todas las tuberías y para cualquier fluido, el valor de f viene dado por:

f = 64/Re

Blasius (1911) Valida para tubos lisos (aquelos que la rugosidad E no afecta al flujo, a quedar las irreguaridades cubiertas por la subcapa laminar) hasta Re menor que 10 a la 5ta:

Prandtl y Von Karman (1930) Perfeccionan a Blasius. Para tubos lisos :

Nikuradse (1933) Tubos rugosos (aquellos en que las perdidas estan dominadas por la rugosidad de las paredes, con rugosidades artificiales obtenidas mediante granos de arena tamizados:

Colebrook – White (1939) Juntaron las dos expresiones en una sola. Valida para todos los tipos de flujo y rugosidades Es adaptable para tubos comerciales con tal de identificar su rugosidad equivalente de Nikuradse:

Moody (1944) Consigue representar la expresión de Coolebrok en un abaco de facil manejo, que integra el valor de f para todos los tipos de flujos.

Diagrama de Moody

El diagrama de Moody es la representación gráfica en escala doblemente logarítmica del factor de fricción en función del número de Reynolds y la rugosidad relativa de una tubería.

En la ecuación de Darcy-Weisbach aparece el término λ que representa el factor de fricción de Darcy, conocido también como coeficiente de fricción. El cálculo de este coeficiente no es inmediato y no existe una única fórmula para calcularlo en todas las situaciones posibles.

Se pueden distinguir dos situaciones diferentes, el caso en que el flujo sea laminar y el caso en que el flujo sea turbulento. En el caso de flujo laminar se usa una de las expresiones de la ecuación de Poiseuille; en el caso de flujo turbulento se usa la ecuación de Colebrook-White.

En el caso de flujo laminar el factor de fricción depende únicamente del número de Reynolds. Para flujo turbulento, el factor de fricción depende tanto del número de Reynolds como de la rugosidad relativa de la tubería, por eso en este caso se representa mediante una familia de curvas, una para cada valor del parámetro k / D, donde k es el valor de la rugosidad absoluta, es decir la longitud (habitualmente en milímetros) de la rugosidad directamente medible en la tubería.

El diagrama de Moody esta construido en papel doblemente logaritmico y esta es la representación grafica de dos ecuaciones:

1.- La ecuación de Poiseuille. Esta ecuación en papel logaritmico es una recta. La prolongación dibujada a trazos es la zona critica. En esa zona solo se utilizara la recta de Poiseuille si consta que la corriente sigue siendo puramente laminar. De lo contrario f puede caer en cualquier punto (según el valor de Re) de la zona sombreada. (La zona critica es una zona de incertidumbre).

2.- La ecuación de Colebrook – White. En esta ecuación f es funcion de dos variables. Dicha funcion se representa en el diagrama de Moody por una familia de curvas, una para cada valor del parámetro K/D.

Ecuación de Colebrook-White:

k/D = rugosidad relativa

Re = Número de Reynolds

λ = factor de fricción

D = diámetro interno de la cañería

Calcular el reynolds que es Re= densidad fluido x velocidad fluido en la tubería x diámetro de la tubería/viscosidad del fluido. Con ese valor subir por el grafico hasta interceptar la curva correspondiente de k/D donde k rugosidad de la tubería (se puede obtener de manuales segun el material de la tuberia o por especificaciones tecnicas de la misma) y D es el diametro de la tuberia.
Cuando interceptas la curva k/D te desplazas horizontalmente hasta el valor de f que se usa luego en la formula de fanning.
La velocidad de la tuberia es el caudal dividido el area transversal de la tuberia, es decir A=(pi)R^2 si la tuberia es circular.
Verifica que las unidades sean congruentes. Reynold es adimensional.

variables:

- f -> factor de friccion (eje y)
- Re -> numero de reynolds (eje x)
- E -> rugosidad relativa (y=f(x))

tiene tres zonas:

1ª Re<<>> Turbulento (no influye el reynolds, para cada E hay un f)

Resuelve todos los problemas de perdidas de carga primarias en tuberías con cualquier diámetro, cualquier material de tubería y cualquier caudal.