Departamento de Física Aplicada I Escuela Universitaria Politécnica

TECNOLOGÍA DE FLUIDOS Y CALOR TABLAS DE MECÁNICA DE FLUIDOS

A. Propiedades del agua.................................................................................................................................. 1 B. Propiedades de líquidos comunes .............................................................................................................. 2 C. Propiedades típicas y grados de viscosidad de aceites lubricantes de petróleo ......................................... 3 D. Variación de la viscosidad con la temperatura .......................................................................................... 4 E. Propiedades del aire.................................................................................................................................... 5 F1. Dimensiones de tubos de acero Calibre 40............................................................................................... 6 F2. Dimensiones de tubos de acero Calibre 80............................................................................................... 7 G. Dimensiones de tuberías de acero.............................................................................................................. 8 H. Dimensiones de tuberías de cobre tipo K .................................................................................................. 9 I. Dimensiones de tubos de hierro dúctil ........................................................................................................ 9 J. Factores de Conversión ............................................................................................................................. 10 K. Pérdidas de carga lineales. ....................................................................................................................... 11 L. Pérdidas de carga locales.......................................................................................................................... 12

(Fuente principal: Mecánica de fluidos aplicada. R.L. Mott. 4ª ed. Prentice Hall)

Tecnología de Fluidos y Calor. Tablas de Mecánica de Fluidos.

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A. Propiedades del agua Viscosidad dinámica

A.1 Unidades S.I. ( pabs = 101 kPa) Temperatura (ºC)

A.2 Sistema Británico de Unidades ( pabs = 14.7 lb/pulg2)

Temperatura (ºF)

Peso específico

Densidad

µ

Viscosidad cinemática

(kN/m3)

(kg/m3)

(Pa·s) ó (N·s/m2)

(m2/s)

Peso específico

Densidad

Viscosidad dinámica

Viscosidad cinemática

(lb/pie3)

(slugs/pie3)

(lb-s/pie2)

(pie2/s)

γ

γ

ρ

ρ

µ

ν

ν

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B. Propiedades de líquidos comunes B.1 Unidades S.I. ( pabs = 101 kPa; T = 25 ºC)

B.2 Sistema Británico de Unidades ( pabs = 14.7 lb/pulg2, T = 77 ºF)

Gravedad Peso específica ó Densidad específico relativa γ sg (kN/m3)

Viscosidad dinámica Densidad

µ

(kg/m3)

(Pa·s) ó (N·s/m2)

ρ

Peso Viscosidad Gravedad específica ó específico Densidad dinámica Densidad γ ρ µ relativa (lb/pie3) (slugs/pie3) (lb-s/pie2) sg

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C. Propiedades típicas y grados de viscosidad de aceites lubricantes de petróleo

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D. Variación de la viscosidad con la temperatura

Temperatura T ( ºC)

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E. Propiedades del aire E.1 Propiedades del aire a presión atmosférica Temperatura (ºC)

Densidad

Peso específico

(kg/m3)

(kN/m3)

ρ

γ

Viscosidad dinámica

µ

Viscosidad cinemática

(Pa·s) ó (N·s/m2)

(m2/s)

Las propiedades del aire para condiciones estándar a nivel del mar son las siguientes: T = 15ºC P = 101.325 kPa ρ = 1.225 kg/m3 γ = 12.01 N/m3 µ = 1.789 × 10-5 Pa · s ν = 1.46 × 10-5 m2/s

E.2 Propiedades de la atmósfera Unidades S.I. Altitud Temperatura (ºC) (m)

Presión (kPa)

Sistema Británico de Unidades Densidad (kg/m3)

Altitud Temperatura (ºF) (pies)

Presión (lb/pulg2)

Densidad (slugs/pie3)

ν

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F1. Dimensiones de tubos de acero Calibre 40

Tamaño nominal de la Diámetro exterior tubería (pulgadas) (pulg) (mm)

Grosor de la pared (pulg)

(mm)

Diámetro interior (pulg)

(pie)

(mm)

Área de flujo (pie2)

(m2)

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F2. Dimensiones de tubos de acero Calibre 80

Tamaño nominal de la Diámetro exterior tubería (pulg) (pulg) (mm)

Grosor de la pared (pulg)

(mm)

Diámetro interior (pulg)

(pie)

(mm)

Área de flujo (pie2)

(m2)

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8

G. Dimensiones de tuberías de acero

Diámetro exterior (pulg)

(mm)

Grosor de la pared (pulg)

(mm)

Diámetro interior (pulg)

(pie)

Área de flujo (mm)

2

(pie )

(m2)

Tecnología de Fluidos y Calor. Tablas de Mecánica de Fluidos.

9

H. Dimensiones de tuberías de cobre tipo K Tamaño nominal (pulg)

Diámetro exterior (pulg)

(mm)

Grosor de la pared (pulg)

(mm)

Diámetro interior (pulg)

(pie)

Área de flujo (mm)

2

(m2)

(pie )

I. Dimensiones de tubos de hierro dúctil Tamaño nominal (pulg)

Diámetro exterior (pulg)

(mm)

Grosor de la pared (pulg)

(mm)

Diámetro interior (pulg)

(pie)

Área de flujo (mm)

(pie2)

(m2)

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J. Factores de Conversión Magnitud

Unidad Inglesa

Longitud

1 pie

Masa

1 slug

Tiempo

1 segundo

Fuerza

Unidad S.I.

Símbolo

Unidades equivalentes

= 0.3048 metros

m

−

= 14.59 kilogramos

kg

−

= 1.0 segundo

s

−

1 libra (lb)

= 4.448 newtons

N

kg · m/s2

Presión

1 lb/pulg2

= 6895 pascales

Pa

N/m2 ó kg/m · s2

Energía

1 lb-pie

= 1.356 julios

J

N · m ó kg · m2/s2

Potencia

1 lb-pie/s

= 1.356 vatios

W

J/s

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K. Pérdidas de carga lineales. Ecuación de Darcy

L v2 hL = f × × D 2g

64 ⎧ (Ley de Poiseuille) ⎪ - Régimen laminar: f = ⇒⎨ Re ⎪⎩- Régimen turbulento: diagrama de Moody

Material Vidrio, plástico Cobre, latón, plomo (tubería) Hierro fundido: sin revestir Hierro fundido: revestido de asfalto Acero comercial o acero soldado Hierro forjado Acero remachado Hormigón

Rugosidad, ε (m) 0.0 (suave) 1.5 × 10-6 2.4 × 10-4 1.2 × 10-4 4.6 × 10-5 4.6 × 10-6 1.8 × 10-3 1.2 × 10-3

Diagrama de Moody

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L. Pérdidas de carga locales. hL = K

L1. Dilatación súbita.

L2. Dilatación gradual.

v2 2g

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L3. Contracción súbita.

D1 / D2

L4. Contracción gradual.

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L5. Pérdida de salida de una tubería a un depósito.

K = 1.0 ⇒ hL = 1.0

v12 2g

L6. Pérdida de entrada de depósito a tubería.

r / D2

K

0

0.50

0.02

0.28

0.04

0.24

0.06

0.15

0.10

0.09

> 0.15

0.04

Bien redondeada

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L7. Tipos de válvulas y uniones. Válvula de globo

Válvula de ángulo

Válvula de verificación tipo giratorio

Válvula de compuerta

Válvula de verificación tipo bola

Conos de conducto

Válvula de mariposa

Tes estándar

L8. Coeficientes de resistencia para válvulas y uniones. Tipo

Válvula de globo – completamente abierta Válvula de ángulo – completamente abierta Válvula de compuerta – completamente abierta – ¾ abierta – ½ abierta – ¼ abierta Válvula de verificación – tipo giratorio Válvula de verificación – tipo de bola Válvula de mariposa – completamente abierta Codo estándar de 90º Codo de radio largo de 90º Codo de calle de 90º Codo estándar de 45º Codo de calle de 45º Codo de devolución cerrada Te estándar – con flujo a través de un tramo Te estándar – con flujo a través de una rama Uniones y acoplamientos

Longitud equivalente en diámetros de conducto, Le / D 340 150 8 35 160 900 100 150 45 30 20 50 16 26 50 20 60 2.0