UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO ING. AGROINDUSTRIAL

INGENIERIA DE ALIMENTOS I

1

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

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO ING. AGROINDUSTRIAL

INGENIERIA DE ALIMENTOS I

2

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

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO ING. AGROINDUSTRIAL

INGENIERIA DE ALIMENTOS I

3

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO ING. AGROINDUSTRIAL

INGENIERIA DE ALIMENTOS I

4

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

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO ING. AGROINDUSTRIAL

INGENIERIA DE ALIMENTOS I

5

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO ING. AGROINDUSTRIAL

INGENIERIA DE ALIMENTOS I

6