proyecto personal

PROYECTO PERSONAL

1. Gasto: 4,500 gal/min; presión de descarga: 110 psi; tubería de fierro negro; reemplazar la bomba calculada por 2 equivalentes operando en serie; fluido a bombear: aceite hidráulico SAE 10; utilizar TODAS las variables de la ecuación de Bermoulli en las 3 dimensiones; calcular la eficiencia de la bomba y el diámetro màs económico para la tubería y utilizar al menos 10 accesorios.




P 2 = 110 psi

Tubería de fierro negro
Aceite hidráulico SAE 10





1. Características de la tubería
Tubería de fierro negro sin costura cedula 40
Diámetro nominal = 4 in
Diámetro interno = .355245 ft
Área = .099091
Longitud de la tubería = 264.42 ft

2. Característica del aceite SAE 10
Densidad = 56.784
Viscosidad = .232814
Caudal = 10.0267

3. Valores obtenidos en tablas
= 1.0
= 1
Rugosidad = 0.011
Le = 254
= 5.78

4. Obtenemos la velocidad del fluido
V = V = 101.187

5. Se obtienen las perdidas por fricción
· Perdidas a la entrada de la tubería
=
=158 ft
· Perdidas a la salida de la tubería
=
= 158 ft

· Perdidas en la tubería
= f

Para obtener las perdidas por fricción en la tubería es necesario calcular el factor de fricción ( f ) y este se analiza con las variables de No. De Reynolds y la rugosidad
No. Re =
No. Re = 8767.38

Rugosidad =
Rugosidad = 0.030965



Teniendo el valor de f ya se pueden calcular las perdidas en la tubería.
= 69.7229 ft



· Perdidas en accesorios
= f
= 23.7926 ft


· Perdidas en la válvula de globo
=
= 9.08169 ft

· Perdidas por fricción totales es la suma de todas las perdidas que tiene la tubería.
=
= 420.573 ft

6. Aplicación de la formula
Como el contenedor esta abierto la presión 1 se anula y solo tenemos velocidad de salida por lo tanto también se anula la velocidad 1.



= trabajo aplicado al sistema (bombas)






7. Potencia de la bomba
628.137 HP

Este valor de potencia es obtenido suponiendo una eficiencia de la bomba de 75 %

visita a maquiladora

INSTITUTO TECNOLOGICO DE CD. JUAREZ



METAL - MECANICA


VISITA A MAQUILADORA



Víctor Manuel Félix Rodríguez
No. DE CONTROL 06110216




SISTEMAS Y MAQUINAS DE FLUIDOS
REPORTE





ABRIL 2009



INDICE
INTRODUCCION.. 3
Técnicas de Moldeo de los Plásticos. 3
Moldeo a Alta Presión. 3
Funcionamiento de los sistemas de enfriamiento y funcionamiento del intercambiador de calor. 4
Bibliografía. 6






















INTRODUCCION
Este es un reporte en el cual, se analizaran el sistema de de enfriamiento y el uso de algún tipo de intercambiador de calor de un proceso de moldeo de plástico.
Primeramente tenemos que saber lo que es el moldeo de plásticos y así analizar los puntos de interés ya mencionados.
Técnicas de Moldeo de los Plásticos
El moldeo de los plásticos consiste en dar las formas y medidas deseadas a un plástico por medio de un molde. El molde es una pieza hueca en la que se vierte el plástico fundido para que adquiera su forma. Para ello los plásticos se introducen a presión en los moldes. En función del tipo de presión, tenemos estos dos tipos:
Moldeo a Alta Presión
Se realiza mediante máquinas hidráulicas que ejercen la presión suficiente para el moldeado de las piezas. Básicamente existen tres tipos: compresión, inyección y extrusión.
· Compresión: en este proceso, el plástico en polvo es calentado y comprimido entre las dos partes de un molde mediante la acción de una prensa hidráulica, ya que la presión requerida en este proceso es muy grande.
Este proceso se usa para obtener pequeñas piezas de baquelita, como los mangos aislantes del calor de los recipientes y utensilios de cocina.
· Inyección: consiste en introducir el plástico granulado dentro de un cilindro, donde se calienta. En el interior del cilindro hay un tornillo sinfín que actúa de igual manera que el émbolo de una jeringuilla. Cuando el plástico se reblandece lo suficiente, el tornillo sinfín lo inyecta a alta presión en el interior de un molde de acero para darle forma. El molde y el plástico inyectado se enfrían mediante unos canales interiores por los que circula agua. Por su economía y rapidez, el moldeo por inyección resulta muy indicado para la producción de grandes series de piezas. Por este procedimiento se fabrican palanganas, cubos, carcasas, componentes del automóvil, etc.
· Extrusión: consiste en moldear productos de manera continua, ya que el material es empujado por un tornillo sinfín a través de un cilindro que acaba en una boquilla, lo que produce una tira de longitud indefinida. Cambiando la forma de la boquilla se pueden obtener barras de distintos perfiles. También se emplea este procedimiento para la fabricación de tuberías, inyectando aire a presión a través de un orificio en la punta del cabezal. Regulando la presión del aire se pueden conseguir tubos de distintos espesores.


Funcionamiento de los sistemas de enfriamiento y funcionamiento del intercambiador de calor

En este caso la maquiladora utilizaba el proceso de inyección de plástico y para ello tenían maquinas de diversos tipos las cuales tenían diferentes capacidades de producción de piezas.
Como ya sabemos los intercambiadores ceden calor del combustible por medio de un fluido calefactor que pasa a través de elementos tubulares y transfieren calor al líquido deseado. Y en las torres de enfriamiento el agua se introduce por el domo de la torre por medio de vertederos o por boquillas para distribuir el agua en la mayor superficie posible.
La empresa maquiladora utiliza un sistema parecido al de un sistema de recirculación cerrado de algunos sistemas de enfriamiento en el cual el agua enfriada se bombea a un intercambiador de calor y este se retorna nuevamente a la torre de enfriamiento. En el intercambiador de calor se lleva a cabo la transferencia de calor entre el agua enfriada y un líquido que puede ser un aceite o una salmuera, este líquido es bombeado al proceso y retornado al intercambiador de calor.




En la figura 1. Se presenta el sistema de enfriamiento directo donde:
T -1 significa que es una torre de enfriamiento
B -1 significa que es una bomba de agua fría
I C-1 significa que es un intercambiador de calor
B -2 significa que es una bomba de líquido de enfriamiento

Figura 1. Sistema de enfriamiento directo

Las torres de enfriamiento también se pueden clasificar por su funcionamiento en el caso de enfriamiento de agua hay 4 tipos:
Aire acondicionado
Chiller (enfriamiento rápido)
Refrigeración
Torres de enfriamiento / condensador


Bibliografía

crematorios.tripod.com
www.quiminet.com
monografías.com
depa.pquim.unam.mx

INFORMACION DE EXPOSICION

INSTITUTO TECNOLOGICO DE CD. JUAREZ





ECUACION DE PÉRDIDAS PRIMARIAS EN TUBERIAS CERRADASY CÁLCULO DE PÉRDIDAS PRIMARIAS




Víctor Manuel Félix Rodríguez
06110216




SISTEMAS Y MAQUINAS DE FLUIDOS
RESUMEN



MARZO DEL 2009

Contenido
Perdidas Primarias en Tuberías Cerradas. 2
Perdidas primarias en tuberías. 2
Ecuaciones para calcular las pérdidas primarias en tuberías. 2
Calculo del coeficiente de carga primaria. 2
Procedimiento para el cálculo de pérdidas primarias en una tubería. 2
EJEMPLO.. 2
Referencias documentales. 2



















Pérdidas Primarias en Tuberías Cerradas
Los conductos que se utilizan para transportar fluidos son de dos clases:
- Conductos cerrados.- conductos o tuberías en los cuales el fluido se encuentra bajo presión o depresión.
- Conductos abiertos.- conductos abiertos o canales (acueductos, canales de riego, ríos, etc.)

Pérdidas primarias en tuberías
Las pérdidas de carga en las tuberías son de dos clases: primarias y secundarias, en este caso se estudiaran solamente las pérdidas de carga primaria.
Las perdidas primarias son las perdidas de superficie en el contacto del fluido con la tubería (capa limite), rozamiento de unas capas de fluido con otras (régimen laminar), o de las partículas de fluido entre si (régimen turbulento). Tienen lugar en flujo uniforme, por tanto principalmente en los tramos de tubería de sección constante.
Para analizar las perdidas primarias utilizaremos el siguiente ejemplo:

Figura 1. En una corriente real en tubería horizontal de diámetro constante D la presión en 2 es menor que la presión en 1.







Supongamos una tubería horizontal de diámetro constante D por la que circula un fluido cualquiera, cuya velocidad media en la tubería es v. La energía en el punto 2 será igual a la energía en el punto 1 menos la energía pérdida (perdida de carga) entre los puntos 1 y 2, es decir, se cumple la ecuación de Bernoulli con perdidas, que expresada en alturas equivalentes será:


12P1ρg+Z1+V122g-Hr 1-2 =P2ρg+Z2+V222g'> (1)


En este ejemplo, ya que es una tubería horizontal y de sección transversal constante 12Z1=Z2'> y 12V1=V2'> donde 12Hr 1-2 '>son las perdidas primarias entre 1 y 2.
En el calculo de las perdidas de carga en tuberías juegan un papel discriminante 2 factores: el que la tubería sea lisa o rugosa y el que el régimen de corriente sea laminar o turbulento.

Ecuaciones para calcular las pérdidas primarias en tuberías
Existen muchas ecuaciones para calcular las pérdidas primarias, pero la principal es la de Darcy-Weisbash, que se desarrollo para tuberías rellenas de agua con un diámetro constante:


12Hrp=λLDv22g'> (2)


Donde: 12 Hrp=perdida de carga primaria'>
12λ'> 12=coeficiente de carga primaria'>
12L=longitud de la tuberia'>
12D =diametro de la tuberia'>
12v =velocidad media del fluido'>
El coeficiente de carga primaria es adimencional y depende de la velocidad, de la densidad, de la viscosidad y de la rugosidad. Puede calcularse por un amplio grupo de ecuaciones aparte de la aplicación del diagrama de Moody el cual esta en función del numero de Reynolds y de la rugosidad relativa.



Figura 2. Diagrama de Moody





Calculo del coeficiente de carga primaria
El coeficiente de fricción puede calcularse tanto para régimen laminar como para régimen turbulento así como para tuberías rugosas y tuberías lisas. En el siguiente cuadro se presentan las formulas principales para el calculo de el coeficiente de fricción en base a las características del fluido.

Figura 3. Tabla de coeficiente de fricción para tuberías comerciales



Procedimiento para el cálculo de pérdidas primarias en una tubería
Para resolver problemas en los que implique la obtención del factor de fricción se utiliza la ecuación de swamme. Esta ecuación es más utilizada debido a que sus variables son fáciles de obtener mediante el uso de tablas y su resultado es más exacto que el que resulta del uso del diagrama de Moody.






(3)

Los pasos para obtener las perdidas de carga primaria son:

1. Obtener el No. De Reynolds.- Para obtener el número de Reynolds es necesario tener las siguientes variables:

a) Densidad
b) Viscosidad
c) Diámetro interior
d) Velocidad del fluido.


a) Para obtener el valor de la densidad es necesario utilizar la tabla No. 1. La tabla presenta la densidad y peso especifico de los líquidos a 68° F, por lo general esa es la temperatura a la que se manejan los líquidos en estos problemas de perdida de carga.



















Tabla No. 1. Gravedades especificas y peso molecular de líquidos.






b) Para obtener la viscosidad se utiliza las tablas No.1 y No.2 , primero se localizan las coordenadas en la tabla No.2 para determinar las coordenadas de la viscosidad en la tabla No.3, la cual tiene unidades de cps para trabajar con este valor es necesario cambiarlo a 12lbm/ft∙seg'>.




Tabla No. 2. Nomograma para determinar la viscosidad de los líquidos.




















Tabla No.3. Viscosidades de líquidos










c) , d) La velocidad del fluido se obtiene utilizando el diámetro interior de la tubería y el valor del caudal, el diámetro interior de la tubería se encuentra en la tabla No. 4





Tabla No. 4. Dimensiones de tubería de acero




12v=Q/A'> (4)
Se puede obtener el área con el valor del diámetro interior de la tubería.




2. Obtener la rugosidad
Para obtener la rugosidad es necesario utilizar la tabla No. 5 y dividir el valor entre el diámetro interior de la tubería.


Tabla No. 5. Rugosidad promedio de tubos comerciales

Material
Pies
mm
Vidrio
0.000001
0.0003
Tubería estirada
0.000005
0.0015
Acero, hierro forjado
0.00015
0.046
Hierro fundido asfaltado
0.0004
0.12
Hierro galvanizado
0.00050
0.15
Hierro fundido
0.00025
0.26
Madera cepillada
0.0006-0.003
0.18-0.9
Concreto
0.001-0.01
0.3-3.0
Acero remachado
0.003-0.03
0.9-9.0




3. Utilizar la formula de las perdidas primarias

12pf=v22gfLTUBDINT'> (5)

Donde: 12pf=perdidas primarias'>
12v2=velocidad del fluido'>
12f=coeficiente de friccion'>
12L=longitud de la tuberia'>
12D=diametro interior'>


EJEMPLO
En el siguiente sistema se tiene un gasto volumétrico de 120.2ft3/seg'> de agua a una temperatura de 70°F; la tubería es de fierro o hierro galvanizado con diámetro nominal de 3 plg, IPS cedula 80. Calcule las perdidas primarias.

Datos:
· Entrada reentrante
· IPS cedula 80
· Diámetro 3 plg
· Q= 120.2ft3/seg'>
· T=70°F
· Hierro galvanizado
· 12pf=?'>
· Longitud total de la tubería= 98.9 ft






D= 3 plg = 2.900 plg= 0.2416 ft

A= 12Ï€d24=Ï€0.241624=.04587 ft2'>

12V=QA=0.2ft3/seg .04587 ft2=4.36 ft/seg'>

12 ρrel=1.0'> 12 '>

12ρabs=62.4 lbm/ft3'>

12μ=7.3909 ×10-4 lbm/ft∙seg'>

12No.Re=Dint V ρ/ μ'> 12='> 0.2416 ft 12×'> 124.36ftseg × 62.4lbmft3/7.3909×10-4 lbm/ft∙seg '>
12No.Re=97828 '>

12No.Re >2100, turbulento'>
12No.Re<2100, laminar'>


Si No. Re=97828 flujo turbulento

Rugosidad absoluta del hierro galvanizado
12ε=0.0005 ft'>
12εD=.0005 ft.2416 ft=.00207 '>




Factor de fricción
Ecuación de swamme
12f=0.25 /logεD3.7+5.74No.Re0.92'>

12f=0.25 /log.002073.7+5.74978280.92'>
12f= .02555'>

12pf=v22gfLTUBDINT'>

12pf=4.36 ft/seg22g .02555 98.9 ft0.2416 ft'>

12pf=3.02083 ft'>


Referencias documentales

Bibliografía
· Mataix Claudio, Mecánica de fluidos y maquinas hidráulicas, alfaomega
· Apuntes de mecánica de fluidos