Ejercicios: Tuberías en Serie
Responde las preguntas en los cuadros de texto. Si tu respuesta es correcta, verás la retroalimentación con el proceso completo.
Ejercicio 1
Para el sistema mostrado en la figura fluye agua a °F por una tuberia de hierro ductil revestida cuyos diametros son , y pulgadas, con longitud igual a , y pies, respectivamente. Se sabe que el caudal es de gal/min. Determine la diferencia de altura entre los puntos A y B. Las contracciones son súbitas.
Ejercicio 2
Por un sistema de dos tuberías en serie circula agua a velocidad constante de V = 2.5 m/s. La presión al inicio es P₁ = 300 kPa, el diametro de la primera sección de tubería es de 76.2 mm y el diametro de la segunda sección es de 50.8 mm. Calcula la presión final.
Datos:
L₁ = 40 m
L₂ = 25 m
f₁ = 0.018
f₂ = 0.020
rho = 1000 kg/m³
g = 9.81 m/s²
Ejercicio 3
Dos tuberías iguales en serie tienen pérdidas h_each = 4 m cada una. ¿Cuál es la pérdida total?
Ejercicio 4 — Diámetro requerido (Darcy + Colebrook)
Para un sistema de tubería horizontal se requiere definir su diámetro si la caída máxima de presión entre dos puntos separados 2000 ft es de 8 psi. El flujo volumétrico requerido en el sistema es de 2.5 ft³/s. La tubería debe ser de cobre tipo K. El fluido es agua a 150°F. (Valores fijos usados: γ=61.2 lb/ft³, ν=4.68e-6 ft²/s, ε=5e-6 ft)
Ejercicio 5: Dos tramos con válvula intermedia
Por un sistema de dos tuberías en serie fluye agua a V = 3.0 m/s. Entre los dos tramos hay una válvula con coeficiente K = 5. La presión inicial es P₁ = 200 kPa. Ingrese D₁ y D₂. Calcular la presión final.
Datos:
L₁ = 15 m
L₂ = 25 m
f₁ = 0.022
f₂ = 0.024
K = 5
ρ = 1000 kg/m³
g = 9.81 m/s²
Ejercicio 6: Selección del diámetro
Para un sistemade tubería horizontal se requiere definir su diámetro si la caída máxima de presión entre dos puntos separados 2000ft es de 8psi. El flujo volumétrico requerido en el sistema es de 2.5 ft3/s. La tubería debe ser de cobre tipo K.El fluido es agua a 150°F
Ejercicio 7: Calcular presión inicial
En un sistema de tuberías horizontales en serie, la presión final en el punto de salida es de 12 psi. La pérdida total de presión por fricción y accesorios es de 6.5 psi. Calcule la presión inicial.
Ejercicio 8:
Por dos tuberías en serie inclinadas fluye agua desde un punto inferior hacia un punto superior. La velocidad del flujo es constante e igual a 2.0 m/s. El desnivel entre los puntos es de 8 metros y la presión en el punto inicial es de 250 kPa. Las tuberías tienen las siguientes características: Longitud del primer tramo: L₁ = 20 m Longitud del segundo tramo: L₂ = 35 m Factor de fricción del primer tramo: f₁ = 0.021 Factor de fricción del segundo tramo: f₂ = 0.023 Densidad del agua: ρ = 1000 kg/m³ Aceleración gravitatoria: g = 9.81 m/s² Diámetros fijados: D₁ = 0.050 m y D₂ = 0.080 m Calcular la presión final en el punto superior considerando la pérdida de carga por fricción en ambos tramos y el desnivel geométrico.
Ejercicio 9:
Por medio del sistema mostrado en la figura se bombea un fluido con densidad relativa igual a 1.29 y viscosidad cinemática de 8.5×10⁻⁵ ft²/s. Las tuberías son de hierro dúctil recubierto de 3 y 4 pulgadas. El flujo volumétrico es de 0.56 ft³/s. Las válvulas a la entrada y salida de la bomba son de globo. La longitud de la tubería de succión es de 5.3 ft y la de la tubería de descarga es de 176 ft. La diferencia de altura entre el nivel del fluido en el tanque y la salida del fluido del sistema es de 76 ft. Si la bomba tiene un rendimiento del 74%, determine la potencia de entrada a la bomba.
Ejercicio 10:
¿Cuál es el tamaño nominal de una tubería de acero-schedule 40, si su diámetro externo es de 0.840 y su diámetro interno es 21.3?