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    PC 4 Secciones A y B Secc A

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    samuel tovar mendez
    Este documento presenta un examen práctico de Mecánica de Fluidos II que contiene 5 problemas relacionados con el dimensionamiento y análisis de tuberías de gas natural. El primer problema involucra dimensionar 3 tramos de tubería y evaluar el reemplazo por una sola tubería. El segundo problema pide calcular nuevos diámetros nominales después de agregar un tramo. Los problemas 3, 4 y 5 solicitan preparar hojas de cálculo y resolver usando ecuaciones de pérdidas de carga.

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    Este documento presenta un examen práctico de Mecánica de Fluidos II que contiene 5 problemas relacionados con el dimensionamiento y análisis de tuberías de gas natural. El primer problema involucra dimensionar 3 tramos de tubería y evaluar el reemplazo por una sola tubería. El segundo problema pide calcular nuevos diámetros nominales después de agregar un tramo. Los problemas 3, 4 y 5 solicitan preparar hojas de cálculo y resolver usando ecuaciones de pérdidas de carga.

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    Pc 4 Secciones a y b Secc a (1)

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

    FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA


    DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

    MECÁNICA DE FLUIDOS II MN217-A,B CICLO: 2021-1

    4 TA PRÁCTICA CALIFICADA FECHA: 6-JULIO-2021


    ¡Material de consulta: lo realizado en clases! DURACIÓN: 110 min

    ¡Anote clara y brevemente sus consideraciones!

    CÓDIGO SECC ESP APELLIDOS Y NOMBRES FIRMA


    2 0 1 7 0 2 7 8 D A M4 TOVAR MENDEZ, SAMUEL

    P1. El esquema muestra el abastecimiento de gas natural a dos empresas, de


    una tubería que está a 20 bar man de presión. Funcionan 24 horas al día todos
    los días del año. Costo del gas 2,3 $/MMBTU. [10 Ptos.]

    a. Dimensione el tramo AB.


    b. Dimensione el tramo BC.
    c. Dimensione el tramo BD
    d. Remplace AB , BC y BD por una sola tubería.
    e. ¿Qué opinión le merece el reemplazo por una sola tubería? ¿Favorableo
    desfavorable? ¿Porqué?

    La tubería ha de ser de acero.

    A la Norteña
    L = 7,5 km
    pA = 9 bar man
    C
    L = 1,35 km
    A

    Q = 5325 m3/h
    A la Poderosa
    B
    20 bar man
    L = 0,85 km
    D

    OBJETIVOS/INCÓGNITA

    a.

    b.

    c.

    d.

    e.
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    P2. El esquema siguiente muestra la instalación interna de gas natural. La


    tubería es de HDP SR 17,6.

    p A = 4 bar
    pB pC pD

    200 m 300 m C 300 m D


    B
    ERP A TRAMO DN
    60 m 40 m 50 m AB
    TRAMO DN
    G H J BC
    BG CD
    CH
    800 s m 3 / h 685 s m 3 / h 450 s m 3 / h
    DJ

    En el punto D se colocará un tramo de tubería de 80 m de longitud, que alimente


    a un equipo que consume 300 [s m 3 / h].

    a. ¿Cuál será el nuevo DN del tramo AB?. [5 Ptos]

    b. ¿Cuál será el nuevo DN del tramo BG?. [5 Ptos]

    OBJETIVOS/INCÓGNITA

    a.

    b.
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    P3. Preparar hoja de cálculo para la red de gas natural externa y red interna.
    Resolver mediante esta hoja los dos problemas anteriores.

    Sugerencia (ecuación de Weymonth). (ecuación cuadrática,ecuación Renoard),


    u otras ecuaciones empíricas y/ o semiempíricas.

    P4. Establecer el orden de pérdidas en las diferentes secciones indicadas en


    P1 de la foto.

    P5. Resolver los problemas P2 y P3 de la foto.

    NOTA: considere la perspectiva del criterio: Técnico – Económico – PAMA


    Criterio: Costo – Beneficio

    Jorge Favio SIFUENTES SANCHO


    DOCENTE
    UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
    FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
    DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

    NTP - 111 - 010


    TABLA 3 - Tubería de acero

    Diámetro Nominal Espesor mínimo Diámetro Interno


    mm Pulgadas de la pared (mm) mm
    10,3 1/8 1,7 6,9
    13,7 1/4 2,2 9,3
    17,1 3/8 2,3 12,5
    21,3 1/2 2,8 15,7
    26,7 3/4 2,9 20,9
    33,4 1 3,4 26,6
    42,2 5/4 3,6 35,0
    48,3 1 1/2 3,7 40,9
    60,3 2 3,9 52,5

    TABLA 4 - Tubería de polietileno SDR 17,6 serie métrica

    Tamaño nominal Espesor de pared Diámetro interior


    (mm) (mm) (mm)
    32 2,3 27,4
    40 2,3 35,4
    63 5,8 51,4
    110 6,3 97,4
    160 9,1 141,8
    200 11,4 177,2
    250 14,2 221,6

    TABLA 5 - Tubería de Cobre

    Diámetro externo Espesor de pared Diámetro interior


    Pulgadas (mm) pulgada milímetro (mm)
    5/8 15,9 0,040 1,02 13,86
    3/4 19,1 0,042 1,07 16,96
    7/8 22,3 0,045 1,14 20,02
    1 1/8 29,0 0,050 1,27 26,46

    14.2.8 El espesor mínimo de pared de las tuberías de cobre deberá ser de 1 mm y el diámetro máximo de 29 mm.

    TABLA 6 - Técnicas para las uniones de tuberías

    Material de la tubería Técnica de empalme


    Cobre Soldadura fuerte (temperatura de fusión > 450ºC )
    Polietileno Unión de tope por termofusión o cuplas de electrofusión.
    Acero diámetro < 5,08 cm (2 pulg) diámetro > 5,08 cm (2 pulg)
    Acero negro Junta roscada o soldada Soldadura - Bridas
    Acero galvanizado Junta roscada ----------- -------
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