s√°bado, 26 de febrero de 2022

ūüďö Libro: Flujo en Tubos a Presi√≥n - Dar√≠o Guaycochea

 

Flujo en Tubos a Presión

FLUJO EN TUBOS A PRESI√ďN [PDF]

Autor: Darío Guaycochea
Universidad Autónoma Metropolitana
1992

PRESENTACI√ďN

El objetivo general de esta obra es: Explicar el fundamento y desarrollar habilidades para el c√°lculo de tubos y de redes de tubos a presi√≥n en r√©gimen permanente, principalmente como texto universitario a nivel de licenciatura. Son abundantes los libros que tratan este tema como un cap√≠tulo m√°s de un texto de Mec√°nica de fluidos, pero pocos los que se refieren a √©l espec√≠ficamente. La idea de su elaboraci√≥n surge de la inquietud de facilitar al alumno un material de estudio claro, completo y did√°ctico, especialmente para su uso en el curso de Hidr√°ulica de la UAM Azcapotzalco. En efecto este libro cubre la primera parte de ese curso pero tambi√©n es √ļtil para el de Mec√°nica de Fluidos, asignatura en la que tambi√©n se ve el tema de flujos a presi√≥n como aplicaci√≥n de las ecuaciones fundamentales. Siendo ambas materias tomadas por un n√ļmero importante de alumnos de varias carreras, se ha pensado que el beneficio puede ser importante. Por otro lado este libro ser√° √ļtil tambi√©n como material de consulta en otros cursos en los que se ocupa el tema, tales como Turbomaquinaria, Instalaciones industriales. Abastecimiento de agua, Instalaciones en edificios, etc√©tera.

El alumno de Hidr√°ulica podr√° encontrar aqu√≠ sin dificultad todo lo referente al tema, tanto en el aspecto te√≥rico como en el pr√°ctico; pero por otro lado es necesario destacar que esta obra fue concebida como libro y no como apuntes de curso. No es una copia fiel del discurso del profesor, sino que se ha aprovechado para desarrollar algunos temas y presentar variedad de ejemplos con m√°s calma de la que permite el tiempo limitado del que se dispone en la c√°tedra. Se han incluido adem√°s gr√°ficas, tablas y todo tipo de ayudas de c√°lculo, de manera que pueda ser √ļtil tambi√©n como manual de consulta.
Si bien muchos de los puntos que aqu√≠ se tratan son expuestos en otros libros, se ha buscado darles un ordenamiento m√°s claro y did√°ctico. Por otro lado se ha puesto gran empe√Īo en lograr una obra actualizada, por lo cual se han incorporado los resultados de trabajos recientes, como lo son el m√©todo de las dos –ö para el c√°lculo de p√©rdidas por accesorios, f√≥rmulas para el c√°lculo de longitudes equivalentes y el an√°lisis de los m√©todos empleados en la actualidad para el c√°lculo de redes. Tambi√©n se ha procurado en los ejemplos reproducir problemas reales, con materiales y t√©cnicas empleados en la actualidad.

Desde el punto de vista de su estructura did√°ctica se han procurado los siguientes aspectos:

  • Explicar los temas con toda claridad a partir de su fundamento √Īsico; la formaci√≥n acad√©mica de un ingeniero demanda que se conozca la tecnolog√≠a desde su fundamento y no a partir de recetas de cocina. Esto no significa sin embargo que se hagan extensas deducciones matem√°ticas; al contrar√≠o, se ha logrado emplear simplemente conceptos de matem√°tica elemental que no pasan de la resoluci√≥n de ecuaciones diferenciales por variables separables. S√ć bien en algunos temas introductorios se requiere del c√°lculo de var√≠as variables, esto se ha resuelto exponi√©ndolos por la v√≠a del an√°lisis integral, ya que si bien la derivada es un concepto previo a ta integral, el estudiante entiende con mayor facilidad esta √ļltima, que no es m√°s que una suma de infinitos t√©rminos elementales. Aquellos problemas que no pueden ser resueltos por aplicaci√≥n de ecuaciones b√°sicas se exponen tambi√©n con criterio cient√≠fico, espec√≠ficamente con aplicaci√≥n del an√°lisis dimensional.
  • Exponer ordenadamente las metodolog√≠as y algoritmos de c√°lculo; la mayor√≠a de ellas adaptadas al c√°lculo manual, algunas al c√°lculo autom√°tico; en lo que respecta a este √ļltimo caso se ha desde√Īado la inclusi√≥n de programas de c√≥mputo, inclusive de pseudoc√≥digos por considerar que esto diste del objetivo principal del libro; esto queda para el alumno, quien no pocas veces sorprende al profesor por su habilidad para resolver este tipo de problemas.
  • Presentar abundantes y variados problemas resueltos explicados minuciosamente.
  • Poner a disposici√≥n del lector variedad de problemas propuestos.
  • Emplear una nomenclatura y una simbolog√≠a ordenadas y l√≥gicas.
Los capítulos en que se divide el libro son los siguientes:
  • Introducci√≥n, en el que se hace un resumen de los temas de Mec√°nica de fluidos que sirven de fundamento al c√°lculo de tubos a presi√≥n. El aspecto esencial de este cap√≠tulo es que sirve de enlace entre el curso de Hidr√°ulica y su prerrequisito que es Mec√°nica de fluidos.
  • P√©rdidas de energ√≠a primar√≠as.
  • P√©rdidas secundar√≠as. Accesorios en tuber√≠as.
  • Tubo sencillo.
  • Tubos en serie y en paralelo.
  • Redes.
CONTENIDO

1. Introducción
1.1 Concepto de tubos a presión
1.2 Empleo y características técnicas
1.3 Ecuaciones de conservación
13.1 Relaciones integrales para un volumen de control
13.2 Ecuaciones de conservación para un volumen de control simplificado
133 Ecuaciones de conservación para un tubo a presión circular recto
13.4 Diagrama de energía
Resumen del capitulo
Problemas propuestos

2. Pérdidas de energía primarias
2.1 La fórmula de Darcy-Weisbach y el factor de fricción
2.2 Regímenes de flujo
2.3 Flujo laminar
2.4 Flujo turbulento
2.4.1 Ecuación de Coolebrook y White
2.4.2 Tubos lisos y rugosos
2.4.3 J Envejecimiento de la tubería
2.5 Diagrama de Moody
2.5.1 Empleo del diagrama
2.5.2 Formas alternativas del diagrama de Moody
2.6 Tubos de sección no circular
2.7 Fórmulas empíricas
2.7.1 Fórmulas de Hazen-Williams, Scimemi y Manning-Strickler
Resumen del capítulo
Problemas propuestos

3. Pérdidas secundarias. Accesorios en tuberías
3.1 Naturaleza física de las pérdidas secundarias
3.2 Evaluación de las pérdidas secundarías
3 3 Pérdidas en expansiones y salidas
3.4 Pérdidas en reducciones y entradas
3.5 Pérdidas en codos y curvas
3.6 Pérdidas en uniones y bifurcaciones
3.7 Pérdidas en válvulas
3.7.1 V√°lvula de compuerta
3.7.2 V√°lvulas de globo, de codo y de aguja
3.73 Válvulas de mariposa y esférica
3.7A V√°lvulas antiretorno
3.7.5 Válvulas de aire, de alivio у reductora de presión
3.8 Pérdidas por medidores
3.9 Otros accesorios
3.10 Tendencias modernas en la evaluaci√≥n del coeficiente –ö ' 
Resumen del capítulo
Problemas propuestos

4. Tubo sencillo
4.1 Cálculo de pérdidas en tubos con accesorios
4.2 Importancia relativa de las pérdidas secundarias
4.3 Longitudes equivalentes
4.4 C√°lculo del gasto en tubos con accesorios
4.5 Conducciones con bombas y turbinas
4.6 Gasto en ruta
4.7 Flujo no permanente
4.8 Diámetro económico
Resumen del capítulo
Problemas propuestos

5. Tubos en serie y en paralelo
5.1 Tubos en serie
5.2 Tubos en paralelo
53 Tubo equivalente
5.4 Combinación de tubos en serie y en paralelo
Resumen del capitulo
Problemas propuestos
 
6. Redes
6.1 Elementos componentes de una red de tubos a presión
ti.2 Sistema de ecuaciones
6.2.1 Ecuaciones de tramo
6.2.2 Ecuaciones de nudo
6.2.3 Ecuaciones de circuito
6.3 Planteo del problema
6.4 El problema de los tres depósitos
6.5 Resolución de redes abiertas
6.6 Resolución de redes cerradas. El método de Hardy Cross
6.7 Otros métodos de resolución de redes
6.7.1 Clasificación de los métodos
6.7.2 Técnicas de optimización
6.7.3 An√°lisis comparativo
Resumen del capítulo
Problemas propuestos


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Atentamente,
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