Tuberias Equivalentes Hidraulica1

Hidráulica
Tuberías equivalentes
PRESENTADO POR :
• Cáceres Kamila
• Gil Hincapié Diana
• Palacios Angelly
TUBERIAS EQUIVALENTES
Una tubería es equivalente a otra, o a un sistema de tuberías, si para la
misma pérdida de carga el caudal que circula por la tubería equivalente es el
mismo que tiene lugar en la tubería o sistema de tuberías original.
USO
Normalmente se utiliza para calcular la

pérdida de carga de un conjunto de se obtiene una longitud de cálculo
tuberías de diámetros y longitudes que permite evaluar las pérdidas
diferentes, caben las siguientes totales como si se tratara
posibilidades: exclusivamente
• Fijar el diámetro equivalente y de pérdidas primarias o por fricción.
determinar su longitud o fijada su
longitud calcular el diámetro de la tubería
equivalente.
CARACTERIZACIÓN
 En el análisis de redes de distribución
 El sistema equivalente consiste de
frecuentemente es deseable simplificar
un tubo de diámetro De y largo Le.
la red a un sistema de diámetros
uniformes.
 Como resultado obtenemos una red  Pretendemos hallar un tubo

equivalente hidráulicamente similar a la red equivalente que reemplace el
original. sistema de tubos en serie.
 La similitud hidráulica consiste en obtener

el mismo caudal y la misma perdida de
energía total.
FÓRMULAS DE LONGITUDES
EQUIVALENTES
ECUACIÓN DE DARCY-WEISSBACH
Permite el cálculo de la pérdida de carga debida a la fricción dentro una tubería llena. La
ecuación fue inicialmente una variante de la ecuación de Prony, desarrollada por el
francés Henry Darcy. En 1845 fue refinada por Julius Weisbach, de Sajonia.
𝑙 𝑣2
h𝑓 = 𝑓 ∗ ∗
𝐷 2𝑔
2
h𝑓 = 𝑘 𝑈
2𝑔
5)
6)
8)
METODO DE LONGUITUD EQUIVALENTE POR LA ECUACION
DE HAZEN-WILLIAMS
el concepto de Longitud Equivalente consiste

en definir, para cada accesorio en el sistema a
estudiar, una longitud virtual de tubería recta
que, al utilizarse con la ecuación de pérdida por
fricción, genere la misma pérdida asociada a la
pérdida localizada del referido accesorio. Si
utilizamos la ecuación de Hazen-Williams
tendríamos lo siguiente:
Donde hl es la pérdida localizada que

genera determinada pieza especial de
diámetro “D” y con una Longitud
Equivalente igual a “LE”.
EJEMPLO
• Determinar las pérdidas totales en una tubería de PVC de 350 m de longitud y 300 mm de
diámetro (12”), cuando por ella se conducen 112 l/s y en la que se encuentran instalados
los siguientes accesorios, con los mismos diámetros que la tubería
Descripción Cantid
ad
Codos de radio largo a

90° 2
Válvula de retención
(Check) 1
Llave de Compuerta 100% 1

abierta
• Para conocer la Longitud de Cálculo (Lc), utilizamos el Nomograma, y obtenemos para
cada accesorio la Longitud Equivalente:
Longitud
Cantida Equivalent
Descripción d e on esto, sustituimos para obtener la pérdida total en este siste:
(m)
Codos de radio largo a 90° 2 2×6 = 12
Válvula de retención (Check) 1 26
Llave de Compuerta 100% 1 2,25

abierta
Total (m) = 40,25

LONGITUDES EQUIVALENTES
Se calcula aI sumar dichas longitudes equivalentes a la longitud real del tubo, se

obtiene una longitud de cálculo que permite evaluar las pérdidas totales como si se
tratara exclusivamente de pérdidas primarias o por fricción.
Pérdidas primarias: Se producen

cuando el fluido se pone en
contacto con la superficie de
la tubería.
Pérdidas secundarias: Se
producen en transiciones de
la tubería (estrechamiento o
expansión) y en toda clase de
accesorios (válvulas, codos).
• Diversos libros de fabricantes de tubería, han difundido el empleo de ábacos y tablas para la
obtención de longitudes equivalentes
• La característica principal de los ábacos es que permiten obtener la longitud equivalente en
función del tipo de accesorio y del diámetro del tubo.
ABACO DE ACCESORIOS
El empleo de ábacos para obtención de las longitudes equivalentes puede conducir a errores
notables ya que la perdida calculada puede ser considerable menor que la real.
EJERCICIO:
Hallar la perdida de estos accesorios por el método del ábaco .
Los accesorios tienen un diámetro de 3” Interno
VALVULA DE RETENCION CONEXIÓN EN T

• Accesorio de válvula de retención: • Accesorio de conexión de T:
Longitud de equivalente es: 6,28 m aproximadamente
Longitud de equivalente es: 5,28 m aproximadamente
• Por ultimo paso de debe sumar las dos longitudes obtenidas :
Longitud de equivalente es: 6,28 m aproximadamente válvula de retención

Longitud de equivalente es: 5,28 m aproximadamente conexión en T
∑Lequivalente = 11,56
Se han obtenido dos ecuaciones sencillas que permiten calcular la longitud equivalente de
un accesorio cualquiera, teniendo como datos el coeficiente K, el diámetro del tubo y el
material. La restricción es que debe tratarse de una conducción de agua en flujo
turbulento.
1. 2.
9.1 𝑘 ⅆ 1.25 9.1 𝑘 ⅆ 1.25
𝐿 ⅇ= 𝐿 ⅇ=
𝜀 +0.034 − 6 0.25
0.25 ( 𝜀 +34 × 10 )
(
1000 )
EJERCICIO 1: ¿Cuál es la longitud que debe tener una tubería de Acero con 0,15m
de diámetro que conduce agua a 25°C para ser equivalente a otra tubería con las
mismas características de la anterior, en la que el coeficiente k es igual a 2?
K=2 D=0,15m =
𝐿 ⅇ = 9.1 𝑘 ⅆ
1.25
𝐿 ⅇ = ( 9.1 ) ( 2 ) ( 0.15 𝑚 ) 1.25
𝜀 +0.034 4 ⋅ 6 × 10
−5
𝑚+ 0.034
0.25
( 1000
0.25
) ( 1000 )
𝐿𝑒 =22.24 𝑚

Algunos diseñadores de sistemas prefieren calcular la longitud equivalente de tubería para
una válvula y combinar dicho valor con la longitud real de tubo.
se despeja Le:
Determine el coeficiente de resistencia K para una válvula de globo abierta por completo,
colocada en una tubería de acero de 6 pulg cédula 40. En la tabla 10.4 encontramos que la
relación de longitud equivalente Le/D para una válvula de globo abierta por completo es de
340. En la tabla 10.5 vemos que para una tubería de 6 pulg, Ft=0.015. Entonces,
K = (Le/D)ft = (340)(0.015) = 5.10
Con D = 0.5054 pies para el tubo, encontramos la longitud equivalente
Le = K D/ft = (5.10)(0.5054 pie)/(0.015) = 172 pies

Estos cálculos pueden realizarse mediante la fórmula de Hazen Williams.
Problema de aplicación de tuberías equivalentes
Las tuberías que se muestran en la figura están en un plano horizontal. Determinar los
caudales que circulan por las tuberías conectadas en paralelo, cuando circula un caudal de 80
lt/s de agua. Despreciar pérdidas menores.
Proponiendo una pérdida de carga hf de 10 m
y utilizando la ecuación de Hazen Williams.
Determinando la longitud de una tubería de

30” de diámetro, con condiciones equivalentes
a las del sistema de las tuberías conectadas
en paralelo:
CONTINUACIÓN DEL
PROBLEMA
BIBLIOGRAFIA
https://cidta.usal.es/cursos/hidraulica/modulos/documentos/Unidad%204/u4c1s1.pdf
https://es.slideshare.net/omarlagla/longitud-equivalente-123
http://ingenieriacivil.tutorialesaldia.com/una-metodologia-adicional-para-el-calculo-de-pe
rdidas-localizadas-la-longitud-equivalente/
https://www.thermal-engineering.org/es/que-es-el-metodo-de-longitud-de-tuberia-equiv
alente-definicion/

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Normalmente se utiliza para calcular la

 Como resultado obtenemos una red  Pretendemos hallar un tubo

 La similitud hidráulica consiste en obtener

el concepto de Longitud Equivalente consiste

Donde hl es la pérdida localizada que

Codos de radio largo a

Llave de Compuerta 100% 1

Codos de radio largo a 90° 2 2×6 = 12

Válvula de retención (Check) 1 26

Llave de Compuerta 100% 1 2,25

Total (m) = 40,25

Se calcula aI sumar dichas longitudes equivalentes a la longitud real del tubo, se

Pérdidas primarias: Se producen

VALVULA DE RETENCION CONEXIÓN EN T

Longitud de equivalente es: 6,28 m aproximadamente válvula de retención

K = (Le/D)ft = (340)(0.015) = 5.10

Con D = 0.5054 pies para el tubo, encontramos la longitud equivalente

Le = K D/ft = (5.10)(0.5054 pie)/(0.015) = 172 pies

Determinando la longitud de una tubería de

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