Foros de SóloIngeniería

- 19 Ene 2007, 10:27 #54

Que ley de la mecanica de fluidos es la que determina que caudal es el que se "va" por un lado y por otro en una derivación. Me explico, tengo un conducto principal de 200 mm de diametro por el que circulan 800 m3/h y tengo una derivación con un conducto de 125 y otro de 150.

Como se va ha repartir el caudal en esta derivación:

¿Depende solamente de la relación entre secciones?
¿Depende ademas de la perdida de carga existente en cada una de las derivaciones?
¿Es simplemente un problema de trafico?

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- 19 Ene 2007, 10:48 #58

Hola raveri:

Respecto a lo que comentas, yo creo que tus dos primeras preguntas se pueden reducir a la misma conclusión.
Creo que dependerá de la pérdida de carga de cada conducto, que a su vez depende de las secciones, el fluido ira "por donde más fácil se sea circular", es decir, por el conducto que tenga menor pérdida de carga.

Supongo sea el teorema de Bernouilli. que se expresará:

S*V= S1*V1+S2*V2, siendo S y V, la sección y la velocidad en los conductos inicial (S) y derivaciones (1 y 2).

Se aceptan comentarios o críticas al respecto

Saludos


JJFR

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- 19 Ene 2007, 11:18 #67

Opino como jjfr, si suponemos inexistencia de perturbaciones y rozamientos deberia cumplirse el reparto en función de la sección. Pero al existir perdidas de carga estaticas (rozamientos) y dinamicas (geometria) no será exactamente asi pero aproximada. Dependerá de la habilidad del conductero para que asi sea.

SALUDOS

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- 19 Ene 2007, 12:23 #80

Bien, vale, ahora imaginaros.

Tengo el mismo conducto general 200 mm de diametro y 800 m3/h, y tengo una derivación en Y ( es decir supuestamente misma perdida de carga en la derivación para cada lado) y tengo dos conductos de 125 mm de diametro, uno de 4 metros de longitud y otro de 40.

¿Como se repartes los caudales?

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- 19 Ene 2007, 13:07 #82

¿el aire no se irá por el conducto que tenga menos presión?

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- 19 Ene 2007, 13:25 #83

Hola.
Jejeje, ahí va mi intento, a ver si recuerdo algo de mecánica de fluidos
Respecto a la pregunta original, la ley que aplicaría para resolver este cálculo es una combinación de las ecuaciones de continuidad (todo lo que sale, entra) y bernouilli (lo mismo, pero con la energía).
Y la solución se obtendría resolviendo un sistema de dos ecuaciones, partiendo de las condiciones iniciales: Q=V*A

1º Continuidad: Q1=Q2+Q3 => V1*A1 = V2*A2 + V3*A3
2º Bernouilli: tomando volumen de control en la bifurcación, E1=E2+E3 => P1/ro + V1^2/2 + gZ1 = P2/ro + V2^2/2 + gZ2 + P2/ro + V2^2/2 + gZ2
De este último término, se desprecian los conceptos de Pi (se considera que no existen variaciones de presión entre la entrada y la salida de la T), y la diferencia de cota Z (imaginemos conducto horizontal).
Además, como conocemos la relación entre las áreas de los tramos de conductos: problema resuelto!?

800=V2*125+V3*150
V1^2=V2^2+V3^2
Resolviendo este sistema, creo que tendríamos la distribución de caudales en cada tramo (Q2=V2*A2; Q3=V3*A3)

Pero claro, esto es suponiendo condiciones de flujo ideal, estacionario, fluido incompresible, y toda la gaita...

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- 19 Ene 2007, 17:25 #95

Estoy de acuerdo con que el caudal es en principio proporcional a la sección
de cada rama, pero creo que no hace falta hilar tan fino, ni resolver ecuaciones diferenciales an cada intersección.

Lo que se hace es instalar rejillas de salida con regulación, y una vez puesto en marcha el ventilador, el instalador provisto de un anemómetro, equilibra el caudal de todas las salidas, con un simple destornillador, y sin saber nada de matemáticas, ni de Bernuilli.

Una Alegría volver por aquí y saludos a todos

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- 19 Ene 2007, 18:12 #103

Estimados colegas:
Tengo alguna experiencia en la implantación de conductos de aire acondicionado, os pongo como ejemplo que he realizado instalaciones de aire acondicionado desde lo más pequeño hasta la climatización de un edificio con volumen variable, y he calculado muchos conductos por diferentes métodos Pérdida de carga cte., recuperación estática,...etc
Pero tengo que expresar, que siempre he tenido situaciones un poco desagradables en algunos casos, porque nunca se ejecutan como uno lo ha previsto por H ó por B.
Todo ésto lo digo porque al final, he teminado por calcular especialmente aquellos conductos que no son demasiado complejos en simplificarlos más todavía y trabajo con ellos con el concepto de la presión estática disponible en conductos principales, a ser posible pocos, derivando con flexibles de menos de 1 metro y descargando a cajas de expansión donde se situan las rejillas ó los difusores, para bajar la velocidad de salida y evitar el ruido.
Con ésta filosofía he conseguido un muy buen reparto de los caudales ,especialmente poco ruido en la difusión y evitar que los conducteros hagan de su capa un sallo.
Os aseguro que es muy buena idea, si quereis alguna aclaración, estaré encantado de ayudaros en ésta aplicación
Saludos fgutierrez

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- 19 Ene 2007, 19:06 #108

Creo que esta claro que el caudal no solo depende de la sección, supongamos que no me importa hacer ecuaciones diferenciales para calcular esa division de caudales, como se haria??

Es que haciendolo como dice amenofis me salen soluciones complejas. No complejas de complicadas, sino complejas del tipo a+bi.

Por cierto el instalador con el destornillador lo que regula es la velocidad y la perdida de carga en la rejilla, no el caudal. Y aun asi es muy dificil equilibrarla ya que modificaciones en una rejilla afectan al resto.

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- 19 Ene 2007, 19:47 #109

Tienes razón raveri. Fallo mío! Es que ésa segunda ecuación que hace falta, no es la ecuación de conservación de la energía; la segunda ecuación que se necesita es la de conservación de la cantidad de movimiento!
Y creo recordar que la cantida de movimiento era P=masa*velocidad ¿Puede ser?
Estableciendo el balance sobre el volumen de control, supongo que la ecuación que falta será:
M1*V1=M2*V2+M3*V3 (pero no estoy seguro).
Prueba a ver si da un resultado coherente (y real! ). Lo lógico será que el conducto de más diámetro lleve proporcionalemente mayor caudal, jurjurjur (evidentemente, amenofis, evidentemente; qué burro soy!).

Respecto a los comentarios de otros foreros acerca de la conveniencia o no de usar ecuaciones (del tipo que sean) para resolver el problema, yo me limité a contestar a la pregunta que motivó el hilo. No pretendía nada más...

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- 19 Ene 2007, 20:27 #110

Tengo el mismo conducto general 200 mm de diametro y 800 m3/h, y tengo una derivación en Y ( es decir supuestamente misma perdida de carga en la derivación para cada lado) y tengo dos conductos de 125 mm de diametro, uno de 4 metros de longitud y otro de 40.

¿Como se repartes los caudales?

De forma distinta, debido a que la velocidad que se establece en las bocas de derivación son distintas tambien (a pesar de tener la misma sección) este cambio de velocidad lo origina la gran perdida de carga que tienes en el conducto de mayor longitud.

En que proporción, aplicando las formulas de colebrook y darcy-weisbach supongo que podria hacerse pero amigo ni lo intento (estoy algo espeso y oxidado)
dP = 0,4*f*(L/De1,22)*Ve1,82

PD: la e es de elevado a ....y la formulita esta sacada del Manual carrier de aire acondicionado

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- 24 Ene 2007, 22:33 #545

Si el instalador regula la velocidad, y su utiliza un embudo que cubra el difusor, mide el caudal. Al ajustar la velocidad V, regula el caudal Q, ya que Q = S . V; Siendo S la sección de salida de las bocas, que suele ser la misma en cada sector del local.
Para calcular con exactitud una red de conductos de fluídos, deberás de conocer las pérdidas exactas de cada rama o tramo. En cada intersección se cumple P1=P2=..Pi, y la suma de Qi=0.
Te saldrá un sistema de n ecuaciones con n incógnitas siendo n= ramas de la red. Es decir un cálculo matricial.

Se puede simplificar mediante el método de Cross.
Pero los métodos más ususales son los de "pérdida de presión constante" para pequeñas redes, y de "recuperación estática" para grandes.

Ha, y al final hay que ajustar con el anémometro y un embudo todas las bocas.
Saludos

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- 28 Ene 2007, 18:54 #818

Hola,

Hace poco que me he metido en el tema de climatización, y estoy utilizando el programa de CYPE instalaciones en edificios para calcular cargas termicas y sistemas de climatizacion por conductos, etc.

Los 2 métodos de calculo que utiliza el programa son:

1.Perdida de carga constante:

(será el método de igual fricción) mantiene constante la perdida de carga por metro lineal de conducto

2.Ganancia estatica. (lo que alguno habeis llamado recuperacion estatica, creo)
este metodo esta preparado para dimensionar redes de impulsión.


¿Qué opinion teneis de estos métodos que utiliza cype?
¿Os fiais en los resultados obtenidos?

Por cierto, fgutierrez, me parece interesante lo que comentas de utilizar flexibles de 1 m, y el tema del ruido es importante, me gustaria conocer los métodos que empleas, y eso si tener velocidades de las rejillas prosimas a 3 m/s.

Como conectas los conductos flexibles, para pasar de un conducto cuadrado a otro, habrá que hacerle una salida circular y una entrada tambien circular en el siguiente conducto.


Para el caso de una vivienda de 2 plantas de unos 120 m2 cada una

¿Aconsejais el sistema por conductos para climatizar los recintos?
¿Qué geometria de conductos utilizariais?
¿Que opinais sobre el retorno por falso techo y colocar la unidad interior de climatizacion en el aseo?
¿Podria tener problemas de olores desagradables en otros recintos?
¿Cómo evitarlos?

Un saludo.

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- 29 Ene 2007, 12:39 #873

Estimado colega Jose Carlos:
En realidad existen más métodos para el cálculo de conductos de aire, te falta otro de reducción de velocidad, que es menos empleado de los tradicionales y ortodoxos.
Yo he empleado desde primeros de los 70 que actúo en estas aplicaciones generalmente el método de périda de carga constante, y funciona bien, pero con las siguientes consideraciones:
-Los conductos deben estar construidos correctamente, con todas las normas correctas.
-Las embocaduras a las unidades terminales deben hacerse a un plenums de descarga que haga bajar la velocidad de salida de la unidad terminal a entorno a 1 m/s, ya que si tomamos la velocidad del conducto derivado directamente se produce ruido y pérdidas de carga adiccionales.
-También he usado el de recuperación estática, que tiene solo valor cuando se emplean unidades terminales como los Modulines de Carrier en volumen variable de caudal de aire y que necesitan disponer de presión estática delante de las unidades, y si no la tienen no funcionan, pero son tecnologías que ya no se emplean...

Otra forma de calcular el conducto, especialmente para aplicaciones de viviendas donde los tramos son pequeños, yo utilizo el principio de plemuns, o sea inflas un globo y con la presión interna si colocas una toma de diametro 20 sale lo que puede salir por 20 y si es de 15 lo que puede salir por 15. De esta forma si colocas un conducto principal y alguno secundario, pero con una serie de normas que faciliten ese inflado del globo, haces tomas de diametro X en función del caudal que debe salir por cada punto y conectas mediante tubo flexible de menos de 1 metro de longitud a plenums de descarga, donde se situan las unidades terminales y el sistema queda rigurosamente compensado solo, sin necesidad de utilizar las regulaciones de las compuertas de la rejillas ó difusores. Si lo desea te puedo enviar una presentación que no es mía, pero que ayuda a entender el sistema y es práctico, pero tendrás que solicitarmeló a mi correo privado para enviarte un CD ya que es pesado y largo para hacerlo en el foro.

Cotestando al resto de preguntas, que son muchas, voy a tratar de resumir:
Una vivienda de dos plantas tiene una autonomía clara por planta, generalmente se usa día abajo y noche arriba, por lo que yo me plantearía una máquina por planta.
Trazaría un plenums de descarga de impulsión en cada planta y de ahí sacas flexibles para alimentar cada una de las cajas de expansión de las unidades terminales, y lo demás como siempre....
En cuanto al retorno, por condicionantes de espacio, no vas a tner más remedio que utilizar el falso techo, si bien podrías embocar éste al retorno de la unidad climatizadora, que así evitarás los olores del cuarto de baño ya que no tienes generalmente disponible otro sitio para ubicar la unidad interior, pero con ésta embocadura se elimina casi todo...

Espero que te agrade mi exposición y si necesitas el CD, no dudes en pedirmelo que te lo envio con sumo agrado.
Saludos fgutierrez

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- 21 Abr 2009, 23:46 #156751

La cantidad de flujo en cada seccion depende del area de la seccion, si se reparte proporcionalmente, sin embargo debido a que el calculo de todo el sistema de ductos se calcula para el punto mas alejado de tal modo que se garantize flujo en el difusor o rejilla mas lejano, el flujo de aire seguira la trayectoria con menos restriciones, por lo tanto para balancear el sistema se debera hacer lo siguiente:

1. Verificar que el abanico del ventilador este girando a las rpm de diseño, se puede medir con tacometro.
2. Balancear cada rejilla o difusor con un anemomentro, los elementos mas cercanos al equipo deberan estar un poco mas cerrados que los elementos mas alejados de ese modo generas las mismas restricciones en todas las secciones y el flujo de aire tendra la misma caida de presion en todos los puntos.
No necesitarias balancear los ductos si no las salidas finales.

Gracias.

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