UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO ING. AGROINDUSTRIAL
INGENIERIA DE ALIMENTOS I
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SEMINARIO: PERDIDA DE CARGA EN TUBERIAS
1. Cada verano cultivo cuidadosamente una planta de tomates. Puesto que estas plantas necesitan 2 litros de agua por da durante la estacin de cultivo. Cmo
cultivar mi planta el prximo verano cuando me encuentre lejos durante cuatro
semanas sin posibilidad de acudir a regarla?
Una solucin sera conectar un tubo largo
de plstico de 0.4 mm de dimetro interno
al grifo de mi casa, donde la presin del
agua es de 100 KPa por encima de la
atmosfrica y llevarlo hasta la planta.
Determnese la longitud que debera tener
el tubo para suministrar 2 litros/da de
agua. Por supuesto, todo se encuentra al
mismo nivel.
2. Se planea construir una presa para formar un pequeo lago. La construccin de la presa es sencilla; sin embargo no he calculado todava que tamao de tubo
galvanizado ha de utilizarse para el rebose de agua. La estacin seca no es problema,
es la estacin hmeda con sus
diluvios sbitos la que me
preocupa. Mi meteorlogo
estima que en la peor situacin
concebible el flujo del rebose
de agua debe ser de /2 m3/s. Si el tubo es muy pequeo, el
nivel del agua llegar a ser
demasiado alto (ms de 1 m por encima de la entrada de agua) y rebosar y daar la
presa. Qu tamao de tubo se necesitar para garantizar que el nivel del agua no
estar por encima de este punto peligroso? La longitud equivalente de este tubo de
rebose es de 19.6 m y su descarga esta situado 3 m por debajo de su entrada.
3. Se han de transportar 18m3/dia de petrleo desde un campo de petrleo hasta una refinera localizada a 1000 km del mismo mediante una tubera de acero de 0.5 m d.i.
La diferencia de nivel entre los dos extremos de la lnea es despreciable.
a) Calcular la potencia requerida para vencer la friccin en la lnea. b) Puesto que la presin mxima permisible en cualquier seccin de la lnea es 4 MPa, ser necesario tener estaciones de bombeo a intervalos aconsejables a lo largo de
la lnea. Cul es el nmero menor de estaciones de bombeo requerido?
Datos: A la temperatura implicada el petrleo tiene una viscosidad de 0.05 kg/m.s y
una densidad de 870 kg/m3.
4. Se descarga agua a 20C desde un estanque de sedimentacin a una acequia de desage a travs de una tubera galvanizada de 100 m de longitud equivalente de 100
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mm de d.i. El nivel del tanque esta 10 m por encima del extremo de descarga de la
tubera. Encuntrese el caudal de agua en m3/min.
5. Agua a 20C fluye desde la base de un gran tanque de almacenamiento a travs de una tubera horizontal lisa (100 mm d.i., 1 km de longitud) a una velocidad de 1 m/s. Esto
no es suficientemente rpido. Cunta tubera debe eliminarse para conseguir que la
velocidad a la travs del tubo sea 2.5 veces mayor? Ignrense los efectos de la energa
cintica y de la entrada.
6. Se hace circular agua a 10C procedente de un gran tanque a travs de un sistema de tuberas (0.205 m d.i.) de acero
comercial de 8 pulgadas, numero
de catalogo 30, con una valvula
abierta como se muestra en la
figura. Qu longitud de tubo
podra utilizarse para mantener un
caudal de 0.2 m3/s?
7. Se transporta un caudal de 0.02 m3/s de leche desde un deposito A hacia un deposito B. Los depsitos estn conectados por 1500 m de tubera de 8 seguido por 500 m de tubera de 6 y 200 m de tubera de 8. Las tuberas son de fierro galvanizado as como los accesorios utilizados. Determinar cual es la diferencia de altura mnima para
que este transporte pueda ocurrir.
Los accesorios utilizados son, una vlvula de cierre abierta, un medidor de caudal, curvas de 45, codos de 180, ensanchamientos y estrechamientos y curvas suaves, As
como la salida y entrada a los depsitos son considerados de entrada comn. La
densidad de la leche es de 1034 kg/m3 y su viscosidad es de 2 cp.
8 "
6 "
8 "
Vlvula de
cierre abiertaMedidor
Curva 45
Codo 180
h
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Tabla: Rugosidad de un tubo limpio.
Material del Tubo , mm Material del Tubo , mm
Acero remachado
Hormign
Duelas de madera
Hierro colado
Hierro galvanizado
Laton industrial
Acero laminado nuevo
Acero laminado oxidado
Acero laminado con incrustacin
Fundicion corriente
1-10
0.3 3 0.2 1 0.26
0.15
0.025
0.05
0.15 a 0.25
1.5 a 3
0.25
Hierro colado asfaltado
Acero comercial o hierro forjado
Tuberia de drenaje
Vidrio
Plastico (PVC, ABS, polietileno)
Acero asfaltado
Acero soldado nuevo
Acero soldado oxidado
Cemento alisado
Cemento bruto
0.12
0.046
0.0015
0
0
0.015
0.03 a 0.1
0.4
0.3 a 0.8
Hasta 3
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