Sistemas de tuberías. equivalentes,. compuestas, en paralelo Sistemas de tuberías equivalentes, compuestas, en paralelo y ramificadas SISTEMAS DE TUBERIAS EQUIVALENTES Una tubería es equivalente a otra tubería, o a un sistema de tuberías, si para una pérdida de carga dada tiene lugar el mismo caudal en la tubería equivalente que en el sistema de tuberías dado. Frecuentemente, es conveniente sustituir un sistema de tuberías complejo por una sola tubería equivalente.

SISTEMAS DE TUBERIAS COMPUESTAS O EN SERIE, EN PARALELO Y RAMIFICADAS Un sistema compuesto está constituido por varias tuberías en serie. Un sistema de tuberías en paralelo está constituido por dos o más tuberías que, partiendo de un punto, vuelven a unirse de nuevo en otro punto, aguas abajo del primero. Un sistema de tuberías ramificadas está constituido por dos o más tuberías que se ramifican en otro punto y no vuelven a unirse aguas abajo otra vez.

METODOS DE RESOLUCION Los métodos de resolución implican el establecimiento en número suficiente de un sistema de ecuaciones simultáneas o el empleo de modificaciones especiales de la fórmula de Darcy en las que el coeficiente de fricción depende únicamente de la rugosidad relativa de la tubería. Para el caso del agua (o otros líquidos de viscosidad parecida), dichas fórmulas han sido obtenidas por Manning, Schoder, Hazen-Williams y otros.

FORMULA DE HAZEN-WILLIAMS La resolución de ejercicios se hará con la ayuda del Diagrama de Moody. La fórmula que da la velocidad es:   Donde: V = velocidad en m/seg, R = radio hidráulico en m, S = pendiente de la línea de alturas piezométricas y e = coeficiente de la rugosidad relativa de Hazen- Williams. C1, se obtiene de tabla.

Con mucha frecuencia existen problemas de transporte de líquidos a través de sistemas de tuberías, debiendo vencer presiones y desniveles. Se hace necesario el empleo de unas maquinas hidráulicas denominadas bombas. Existen dos grandes grupos fundamentales: - Las de desplazamiento positivo. - Las de efecto centrífugo.

Las bombas de desplazamiento positivo: Basan su funcionamiento en encerrar un volumen de líquido para transportarlo desde la aspiración hasta la impulsión con un aumento de la presión. Hoy en día son utilizadas normalmente para el bombeo de pequeños caudales a grandes alturas Las bombas de efecto centrífugo: Son las que han adquirido mayor relevancia por sus grandes posibilidades y vasto campo de aplicación, habiendo desplazado casi por entero a las de desplazamiento positivo.

La bomba centrifuga: Es una maquina hidráulica compuesta en esencia por un impulsor con alabes. El cuerpo de bomba o voluta recibe el líquido salido del impulsor y por su construcción especial transforma su energía cinética en presión.

Conceptos hidráulicos Caudal: Flujo que circula por un determinado sistema es el volumen de líquido en la unidad de tiempo. 1 L/s = 60 L/m = 3,6 m3/h = 13,148 Igpm = 15,839 Usgpm El caudal volumétrico Q, El caudal másico Qm,

Conceptos hidráulicos Presión: Es la fuerza que ejerce un fluido por unidad de superficie. Para el caso de la altura de impulsión, también suele expresarse en metros de columna de líquido (mcl), existiendo la relación siguiente:

La equivalencia entre las diferentes unidades de presión empleadas habitualmente es la siguiente:

Altura manométrica total Hman La altura manométrica total (Hman) impulsada por una bomba, es el aumento de la energía por unidad de peso que experimenta el fluido desde la entrada hasta la salida de la bomba y se expresa en metros de columna de líquido impulsado.

Se puede calcular la altura manométrica total (Hman) impulsada por una bomba:

La altura manométrica también se puede definir como la altura que deberá vencer la bomba, para elevar un caudal de líquido determinado a través de una tubería desde un nivel inferior a otro superior. Esta altura también puede ser representada mediante la siguiente igualdad: Que para el caso muy habitual de presiones iguales en aljibe y depósito, normalmente atmosféricas,

Cavitación Es uno de los problemas más graves que afectan a las bombas. Es un fenómeno termodinámico según el cual el agua cambia de estado al reducirse la presión por debajo de un límite: la tensión de vapor del líquido. Este fenómeno es inherente al líquido y puede aparecer en bombas, válvulas, codos, etc,

El problema de la cavitación no está en las burbujas de vapor generadas por la disminución de presión, sino en la implosión de las mismas cuando la presión se recupera y se supera la tensión de vapor. El colapso instantáneo de las burbujas de vapor genera elevadísimas presiones que erosionan el material llegando a perforarlo e incluso a su desintegración en los casos más severos.

Partiendo de la condición de no cavitación: Hs, altura de aspiración man., Tv tensión de vapor

Fenómeno de cavitación en función del caudal elevado NPSH, máxima altura de aspiración geométrica. 1º.- Cuando el caudal suministrado por la bomba se reduce al 25% del caudal óptimo (Qop=100%), se produce una elevación del NPSHr (máxima turbulencia). Este valor va disminuyendo hasta alcanzar un mínimo en el punto 1 (40% de Qop). 2º.- Entre los puntos 1 y 2 (40 y 60% de Qop) el valor NPSHr se mantiene en su valor mínimo (tubulencia mínima). 3º.- A partir del punto 2 (60% Qop), el valor NPSHr, va aumentando progresivamente pasando por los puntos 3 y 4 (Qop) y alcanzando el punto de máximo valor, cuando el caudal elevado es del 130% de Qop (turbulencia máxima).

Potencias y Rendimiento La potencia útil Nu viene expresada por la relación siguiente: Qu = Caudal útil expresado en L/seg. Hman = Altura manométrica total en metros. Ƴ= Peso especifico kg/dm3. 1 caballo de vapor(CV)=75kgm/s=0,736 kW=0,986 HP