Cómo calcular la resistencia K de flujo equivalente para tuberías

Escrito por tamara wilhite | Traducido por mary gomez
Cómo calcular la resistencia K de flujo equivalente para tuberías

El valor de la resistencia para tubos imita la resistencia encontrada en circuitos eléctricos.

Jupiterimages/Photos.com/Getty Images

Conocer la resistencia del flujo equivalente, identificado por la letra K en las ecuaciones, es necesario para determinar la presión dentro de una red de tuberías. Los pasos para determinar esta resistencia K equivalente difiere de si los tubos están en serie o en paralelo.

Nivel de dificultad:
Moderadamente fácil

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Necesitarás

  • Calibradores o cinta métrica

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Instrucciones

    Cálculo para tuberías en serie

  1. 1

    Encuentra la longitud y diámetro de cada sección de tubería utilizando calibradores o cinta métrica. Por ejemplo, la tubería 1 es de dos metros de largo y un metro de diámetro, mientras que el tubo 2 es de tres metros de largo y un metro de diámetro.

  2. 2

    Busca el factor de fricción para cada sección de la tubería, la cual a menudo es proporcionada por el fabricante del tubo. Si no se conoce el factor de fricción, puede calcularse a partir del número de Reynolds. Los números de Reynold varían de 1 a 2000 para el flujo laminar y de 2000 a 200.000 para el flujo altamente turbulento. Para el flujo laminar no turbulento, el factor de fricción puede encontrarse dividiendo 64 entre el número de Reynolds para el tipo de flujo de fluido. En este ejemplo, supongamos que un flujo es muy suave con poca resistencia de la tubería o turbulencia, dando un número de Reynolds de 64. Dividiendo el número 64 entre el 64 de Reynolds, da un factor de fricción de 1,00.

  3. 3

    Encuentra la resistencia K para cada sección de la tubería. K para cada sección de tubo es igual al factor de fricción multiplicado por la longitud, dividido entre el diámetro. La longitud y diámetro deben ser de las mismas unidades, de manera que el K resultante sea adimensional. El tubo es de 1 de 2 metros de largo y 1 metro de diámetro. Para una tubería que sea de 2 metros de largo, 1 metro de diámetro, y tenga un factor de fricción de 1,0, la ecuación para hallar K es 1 x 2,0 / 1 = 2,0. En este caso, el valor K para el tubo 1 es igual a 2,0. El tubo 2 es de 3 metros de largo y 1 metro de diámetro. Para una tubería que es de 3 metros de largo, 1 metro de diámetro, y tiene un factor de fricción de 1,0, 1 x 3,0 / 1 = 3,0. En este caso, el valor K para el tubo 2 es igual a 3,0.

  4. 4

    Calcula la resistencia al flujo equivalente K encontrando la suma de todas las secciones de tubería. Si una tubería tiene un valor K de 2 y un segundo tubo tiene un valor K de 3, entonces 2 + 3 = 5. La resistencia al flujo equivalente, Keq, es 5.

    Cálculo para tuberías en paralelo

  1. 1

    Halla la longitud y diámetro de cada sección de la tubería utilizando calibradores o cinta métrica. Por ejemplo, el tubo 1 es de 2 metros de largo y 1 metro de diámetro, mientras que el tubo 2 es de 3 metros de largo y 1 metro de diámetro.

  2. 2

    Busca el factor de fricción para cada sección de tubería, la cual a menudo es proporcionada por el fabricante del tubo. Si no se conoce el factor de fricción, puedes calcularlo a partir del número de Reynolds. Los números de Reynolds varían de 1 a 2000 para el flujo laminar y de 2000 a 200.000 para el flujo altamente turbulento. Para el flujo laminar no turbulento, el factor de fricción puede encontrarse dividiendo 64 entre el número de Reynolds para el tipo de flujo de fluido. En este ejemplo, supondremos que un flujo muy suave con poca resistencia o turbulencia en la tubería, da un número de Reynolds de 64. Dividiendo el número 64 por el 64 de Reynolds da un factor de fricción de 1,00.

  3. 3

    Encuentra la resistencia K para cada sección de la tubería. K para cada sección de tubo es igual al factor de fricción multiplicado por la longitud, dividido entre el diámetro. El tubo de 1 es de 2 metros de largo y 1 metro de diámetro. Para una tubería de 2 metros de largo, 1 metro de diámetro con factor de fricción de 1,0, la ecuación para hallar K es 1 x 2,0 / 1 = 2,0. En este caso, el valor K para el tubo 1 es igual a 2,0. El tubo 2 es de 3 metros de largo y 1 metro de diámetro. Para un tubo de 3 metros de largo, 1 metro de diámetro con factor de fricción de 1,0, 1 x 3,0 / 1 = 3,0. En este caso, el valor K para el tubo 2 es igual a 3,0.

  4. 4

    Calcula la resistencia equivalente de flujo paralelo utilizando la relación 1/sqrt (Keq) = 1/sqrt (K1) + 1/sqrt (K2). Si una tubería tiene un valor K de 2 y un segundo tubo tiene un valor K de 3, esta ecuación sería 1 / (SQRT2) + 1 / (SQRT2). La raíz cuadrada de 2 es 1,414, y el inverso de este valor es 0,7071. La raíz cuadrada de 3 es 1,732, y el inverso de este valor es 0,5774. La adición de los inversos de las raíces cuadradas da 0.5774 + 0.7071 = 1.2845, lo que es la raíz cuadrada inversa de Keq, no el total.

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    Halla Keq encontrando la inversa y luego elevándola al cuadrado. Encuentra la inversa de 1,2845 y luego colócala al cuadrado. La inversa de 1,2845 es 0,7785, y el cuadrado de 0,7785 es 0,60608.

Consejos y advertencias

  • La resistencia es menor en el flujo de tubería paralela, ya que existen varias rutas que puede tomar el flujo.
  • La longitud y diámetro deben de tener las mismas unidades de manera que el K resultante sea adimensional. Así que si una de las dimensiones está en pie y la otra dimensión está en pulgadas, convierta la medida en pulgadas a pies antes de encontrar K.

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