Fórmula de pérdida por fricción

El flujo del fluido a través de una tubería se ve obstaculizado por las fuerzas de corte viscoso dentro del fluido, así como por la turbulencia. Estas turbulencias ocurren a lo largo de la pared interna de la tubería, que se ve afectada por la rugosidad del material de la tubería. Las pérdidas por fricción son una función compleja de la geometría del sistema y son proporcionales a las características del fluido y al caudal. En la mayoría de los flujos de ingeniería, podemos ver que esta pérdida es generalmente proporcional al cuadrado del caudal.

Pérdida de fricción

La fricción se define como la cantidad de resistencia necesaria para mover un cuerpo a través de una superficie externa. La pérdida por fricción, por otro lado, está ligada al movimiento del líquido a través de una tubería. Como resultado, la fricción dentro del tubo provoca una pérdida de energía. Como resultado, está relacionado con la velocidad y la viscosidad del fluido. Debido a que la pérdida por fricción no es más que pérdida de energía, puede calcularse como h _l . La fricción de la tubería es la palabra para esta resistencia, que se mide en metros de altura de fluido. Se han realizado varias formas de estudio para desarrollar varias fórmulas para calcular esta pérdida.

Fórmula

La fórmula para la pérdida por fricción es la siguiente:

$h_l = f \times \frac {L}{D} \times \frac {v^2}{2g}$

dónde,

f denota el factor de fricción

L denota la longitud de la tubería

D es el diámetro interior de la tubería

v es la velocidad del líquido

g es la constante de gravedad

h _l denota la pérdida de fricción

Problemas de muestra

Pregunta 1. Calcule la pérdida por fricción, si el diámetro interior y la longitud de la tubería son 1 m y 30 m, y el factor de fricción y la velocidad del líquido son 0,4 y 75 m/s.

Solución:

Dado: L = 30 m, D = 1 m, v = 75 m/s y f = 0,4.

Sabemos, g = 9,8 m/s

La fórmula de pérdida por fricción está dada por: $h_l = f \times \frac {L}{D} \times \frac {v^2}{2g}$

Sustituyendo los valores dados en la fórmula anterior, obtenemos:

$h_l = 0.4\times \frac {30}{1} \times \frac {(75)^2}{2\times9.8}\\= 8609.69m$

Pregunta 2. Calcule la pérdida por fricción, si el diámetro interior y la longitud de la tubería son 0,4 m y 10 m, y el factor de fricción y la velocidad del líquido son 0,5 y 25 m/s.

Solución:

Dado: L = 10 m, D = 0,4 m, v = 25 m/s y f = 0,4.

Sabemos, g = 9,8 m/s

La fórmula de pérdida por fricción está dada por: $h_l = f \times \frac {L}{D} \times \frac {v^2}{2g}$

Sustituyendo los valores dados en la fórmula anterior, obtenemos:

$h_l = 0.5\times \frac {10}{0.4} \times \frac {(25)^2}{2\times9.8}\\= 398.59m$

Pregunta 3. Obtenga algunas medidas para reducir la pérdida por fricción.

Solución:

Reducir la rugosidad de la superficie interior del sistema de tuberías

Aumente el diámetro de la tubería del sistema de tuberías

Minimice la longitud del sistema de tuberías

Minimice la cantidad de codos, tes, válvulas, accesorios y otras obstrucciones en el sistema de tuberías; reemplace los giros de 90 grados con curvas suaves.

Pregunta 4. ¿Cuál es la pérdida total por fricción en 700 pies de manguera de tres pulgadas reducida a 200 pies de línea de ataque de 1¾ pulgadas con una punta recta de una pulgada?

Solución:

Calcule primero la línea de ataque:

2 × 2,1 ² + 2,1 × 2 × 6

= 65,52 × 2 (longitud)

= 131,04 psi

A continuación, calcule la manguera de tres pulgadas:

2 × 2,12 + 2,½,5

= 4,37 × 7 (longitud)

= 30,59 psi

Finalmente, suma los dos: 131,04 + 30,59 = 161,63 psi.

Como puede ver, si toda la manguera fuera de 900 pies de manguera de 1¾ pulgadas, la pérdida por fricción sería de 589,68 psi.

Pregunta 5. Calcule la pérdida por fricción, si el diámetro interior y la longitud de la tubería son 0,3 m y 30 m, y el factor de fricción y la velocidad del líquido son 0,4 y 25 m/s.

Solución:

Dado: L = 30 m, D = 0,3 m, v = 25 m/s y f = 0,4.

Sabemos, g = 9,8 m/s

La fórmula de pérdida por fricción está dada por: $h_l = f \times \frac {L}{D} \times \frac {v^2}{2g}$

Sustituyendo los valores dados en la fórmula anterior, obtenemos:

$h_l = 0.4\times \frac {30}{0.3} \times \frac {(25)^2}{2\times9.8}\\= 1275.51m$

Pregunta 6. Calcule la pérdida por fricción, si el diámetro interior y la longitud de la tubería son 0,5 m y 20 m, y el factor de fricción y la velocidad del líquido son 0,3 y 50 m/s.

Solución:

Dado: L = 20 m, D = 0,5 m, v = 50 m/s y f = 0,3.

Sabemos, g = 9,8 m/s

La fórmula de pérdida por fricción está dada por: $h_l = f \times \frac {L}{D} \times \frac {v^2}{2g}$

Sustituyendo los valores dados en la fórmula anterior, obtenemos:

$h_l = 0.3\times \frac {20}{0.5} \times \frac {(50)^2}{2\times9.8}\\= 1530.61m$

Publicación traducida automáticamente

Artículo escrito por kamaljeet69420 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA

Pérdida de fricción

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