Ejemplo de calculo del diametro de una cañeria

Calcular el diámetro interior de una cañería, en mm, que conduce 46,84 l/min, a una velocidad de 2,5 m/seg.

Los datos del problema son:

  • Q = 46,84 l/min
  • V = 2,5 m/seg
  • D = ?

Reemplazando estos datos en la fórmula, se tiene:


Luego…

Finalmente D = 19,939 mm =>19,94 mm

Por lo tanto, para un caudal de 46,84 l/min y una velocidad de 2,5 m/seg el diámetro interior de la cañería debe ser de 19,94 mm.

Calculo del diametro de cañerias

En la determinación del diámetro de una cañería, como también los cálculos de otras variables, la responsabilidad corresponde al proyectista más que al instalador. (Nch 951)

Sin perjuicio de lo anterior, en esta Unidad estudiaremos cómo se determina el diámetro interior de una cañería, en función del caudal y de la velocidad del agua.

En efecto, para determinar el diámetro interior de una cañería es necesario conocer la cantidad de agua que circula por ella y su velocidad de desplazamiento.

La reglamentación chilena señala que la velocidad del agua no debe superar los 2,5 m/seg. Esta restricción impide que se produzcan ruidos molestos en la instalación. Se recomienda, además, no proyectar velocidades inferiores a 0,60 m/seg.

  • La velocidad del agua (V) se mide en metros por segundos (m/seg).
  • El caudal o flujo (Q) se mide en litros por minutos (l/min).
  • El diámetro interior (D) se mide en milímetros (mm).

La fórmula que permite calcular el diámetro interior de una cañería está dada por:

Para ver el resultado que nos entrega la formula, el que estará expresado en mm y sera el diámetro de la tubería INTERIOR. Podemos consultar las siguientes tablas: Dimensiones, Pesos y espesores de los distintos tipos de tubos de cobre. Acá tienes un ejemplo de aplicación de esta formula.

Ley de los gases ideales

Ley de los gases ideales
Para entender mejor el comportamiento de un gas siempre se realizan estudios con respecto al gas ideal aunque este en realidad nunca existe y las propiedades de este son:

  • Un gas está constituido por moléculas de igual tamaño y masa, pero una mezcla de gases diferentes, no.
  • Se le supone con un número pequeño de moléculas, así su densidad es baja y su atracción molecular es nula.
  • El volumen que ocupa el gas es mínimo, en comparación con el volumen total del recipiente.
  • Las moléculas de un gas contenidas en un recipiente, se encuentran en constante movimiento, por lo que chocan, ya entre sí o contra las paredes del recipiente que las contiene.

Las tres leyes mencionadas pueden combinarse matemáticamente en la llamada ley general de los gases. Su expresión matemática es:

PV = nRT

Siendo P la presión, V el volumen, n el número de moles y R la constante universal de los gases ideales.

El valor de R depende de las unidades que se estén utilizando:

  • R = 0,082 atm•l•K-1•mol-1 si se trabaja con atmósferas y litros
  • R = 8,31451 J•K-1•mol-1 si se trabaja en Sistema Internacional de Unidades

De esta ley se deduce que un mol de gas ideal ocupa siempre un volumen igual a 22,4 litros a 0 °C y 1 atmósfera.

Ley general de los gases

Ley general de los gases
Para el comportamiento térmico de partículas de la materia existen cuatro cantidades medibles que son de gran interés: presión, volumen, temperatura y masa de la muestra del material.

Ley de Boyle – Mariotte
Cuando el volumen y la presión de una cierta cantidad de gas es mantenida a temperatura constante, el volumen será inversamente proporcional a la presión:

PV=K (Donde K es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes).

Cuando aumenta la presión, el volumen disminuye; si la presión disminuye el volumen aumenta. El valor exacto de la constante k , no es necesario conocerlo para poder hacer uso de la Ley; si consideramos las dos situaciones, manteniendo constante la cantidad de gas y la temperatura, deberá cumplirse la relación:

P1V1 = P2V2

Ley de Charles
A una presión dada, el volumen ocupado por un gas es directamente proporcional a su temperatura. Matemáticamente la expresión es:

Ley de Gay-Lussac
La presión de un gas que se mantiene a volumen constante, es directamente proporcional a la temperatura:

Es por esto que para poder envasar gas, como gas licuado, primero se ha de enfriar el volumen de gas deseado, hasta una temperatura característica de cada gas, a fin de poder someterlo a la presión requerida para licuarlo sin que se sobrecaliente, y, eventualmente, explote.

Que es un Gas

El Gas: Se denomina gas al estado de agregación de la materia que no tiene forma ni volumen propio. Su principal composición son moléculas no unidas, expandidas y con poca fuerza de atracción, haciendo que no tengan volumen y forma definida, provocando que este se expanda para ocupar todo el volumen del recipiente que la contiene.

Además, cualquier gas se considera como un fluido, porque tiene las propiedades que le permiten comportarse como tal. Sus moléculas, en continuo movimiento, logran colisionar las paredes que los contiene y casi todo el tiempo ejercen una presión permanente. Como el gas se expande, la energía intermolecular (entre molécula y molécula) hace que un gas, al ir añadiéndole energía calorífica, tienda a aumentar su volumen.

Un gas tiende a ser activo químicamente debido a que su superficie molecular es también grande, es decir entre cada partícula se realiza mayor contacto, haciendo más fácil una o varias reacciones entre las sustancias.