A perda de carga nun tubo ou canal, é a perda de enerxía dinámica do fluído debido á fricción das partículas do fluído entre si e contra as paredes da tubaxe que as contén. As perdas poden ser continuas, ao longo de condutos regulares, ou accidentais ou localizadas, debido a circunstancias particulares, como un estreitamento, un cambio de dirección, a presenza dunha válvula etc.
Condución de líquidos Perda de carga en conduto rectilíneo Se o fluxo é uniforme, é dicir, que a sección é constante, e polo tanto a velocidade tamén é constante (principio de Bernoulli), entre dous puntos pódese escribir a seguinte fórmula:
onde: = constante gravitatoria; = altura xeométrica na dirección da gravidade na sección ou ; = presión ao longo da liña de corrente; = densidade do fluído; = perda de carga; ; sendo a distancia entre as seccións 1 e 2; e, a variación na presión manométrica por unidade de lonxitude ou pendente piezométrica, valor que se determina empiricamente para os diversos tipos de material, e é función do radio hidráulico e da rugosidade das paredes e da velocidade media da auga.
Expresións prácticas para o cálculo Para tubos cheos, onde , a fórmula de Bazin transfórmase en:
Os valores de son: 0,16 para tubos de aceiro sen soldadura 0,20 para tubos de cemento 0,23 para tubos de ferro fundido Simplificando a expresión anterior para tubos de ferro fundido:
A fórmula de Kutter, da mesma forma pódese simplificar: Con m = 0,175; Con m = 0,275; Con m = 0,375;
Perdas de carga localizadas As perdas de carga localizadas ou accidentais exprésanse como unha fracción ou un múltiplo da chamada "altura de velocidade" da forma:
Onde: = perda de carga localizada; = velocidade media da auga, antes ou despois do punto singular, conforme o caso; = coeficiente determinado en forma empírica para cada tipo de punto singular A seguinte táboa é dalgúns dos valores de K para diferentes tipos de puntos singulares: Tipo de singularidade K Válvula de comporta totalmente aberta0,2 Válvula de comporta metade aberta5,6 Curva de 90º1,0 Curva de 45º0,4 Válvula de pé2,5 Emboque (entrada nun tubo)0,5 Saída dun tubo1,0 Ensanchamento brusco (1-(D1/D2)2)2 Redución brusca de sección (contracción)0,5(1-(D1/D2)2)2
Condución de gases O diámetro dun tubo para condución de gas escóllese en función da densidade deste, a caída de presión admisible e a velocidade de circulación do mesmo. A presión do gas no interior dun tubo polo que circula vai diminuíndo por efecto da fricción coas paredes. Para o cálculo da perda de carga empréganse as chamadas fórmulas de Renouard que permiten calcular a caída de presión entre dous puntos en termos da densidade, o diámetro do tubo, o caudal e a lonxitude da mesma. Para presións medias (0,05 bar < P < 5 bar) a fórmula de Renouard correspondente é:Fórmula usada na norma española UNE 60 621-90Manual de instalaciones de GLP (CEPSA), pp. 98-9.
Onde: é a densidade corrixida do gas (propano dc = 1,16, butano dc = 1,44). é a lonxitude dun tramo recto de condución en [m]. é o caudal en [m3/h]. é o diámetro interior en [mm]. Para baixas presións (P < 0,05 bar) a expresión usada é:
Notas
Categoría:Magnitudes Categoría:Enxeñaría