Hidráulica de tuberías / Juan Guillermo Saldarriaga V.

Incluye 2 diskettes, nº inv. RE0250 y RE0251

CONTENIDO
Prefacio v
Capítulo 1: Introducción al flujo en tuberías
Definición y tipos de flujo 1
Flujo uniforme 2
Resistencia al flujo en conductos circulares 2
Experimento de Reynolds 2
Número de Reynolds 5
Pérdidas de energía por fricción: experimentos preliminares 7
Viscosidad turbulenta. Longitud de mezcla 8
Viscosidad turbulenta (de remolino o de Eddy) 8
Esfuerzo de Reynolds 10
Longitud de mezcla 13
Interacción flujo-pared sólida 14
Distribución de esfuerzos en tuberías circulares 15
Distribución de velocidades (tuberías circulares) 18
Flujo laminar 18
Flujo turbulento 19
Subcapa laminar viscosa (flujo laminar) 20
Zona de transición 22
Zona turbulenta 25
Perfiles de velocidad 29
Ecuaciones para el diseño de tuberías circulares 32
Flujo laminar 33
Flujo turbulento 40
Pérdidas de cabeza debido a la fricción 45
El factor de fricción para flujo laminar 47
Ecuaciones de fricción para tuberías reales 48
Ecuación de Blassius para flujos hidráulicamente lisos 48
Diagrama de Nikuradse 50
Trabajos de Lewis Moody. Diagrama de Moody 51
Ecuaciones generales para la fricción en tuberías reales. Flujo turbulento 53
Clasificación de las rugosidades en tuberías. Trabajos de Colebrook-White 61
Problemas 69
Bibliografía 72
Capítulo 2: Diseño de tuberías simples
Tipos de problemas en hidráulica de ductos a presión 74
Comprobación de diseño 76
Cálculo de la potencia requerida 76
Diseño de la tubería 76
Ecuaciones para el diseño de tuberías simples 77
Comprobación de diseño 79
Cálculo de potencia requerida 82
Método de iteración de un punto 83
Método de Newton-Raphson 85
Diseño de tuberías simples 91
Diseño de tuberías simples con altas pérdidas menores 95
Problemas 107
Anexo 1 113
Anexo 2 114
Bibliografía 120
Capítulo 3: Ecuaciones empíricas para la fricción en tuberías
Introducción 123
Ecuaciones empíricas para describir el factor de fricción de Darcy en régimen turbulento 124
Ecuación de Moody 124
Ecuación de Wood 125
Ecuación de Barr 126
La ecuación de Hazen-Williams 127
Comparación entre las ecuaciones de Hazen-Williams y de Darcy-Weisbach 136
Problemas 145
Anexo 1 149
Bibliografía 151
Capítulo 4: Bombas en sistemas de tuberías
Introducción 153
Bombas en sistemas de tuberías 154
Línea de gradiente hidráulico en sistemas bomba-tubería 155
Curvas de un sistema bomba-tubería 157
Curvas de la bomba 157
Curvas del sistema 160
Punto de operación de la bomba 161
Limitaciones en la cabeza de succión 162
Bombas en sistemas de tuberías 166
Bombas en tuberías simples 168
Problemas 180
Bibliografía 187
Capítulo 5: Tuberías en serie y tuberías en paralelo
Introducción 189
Tuberías en serie 190
Comprobación de diseño de tuberías en serie 192
Cálculo de potencia para tuberías en serie 201
Diseño de tuberías en serie 207
Tuberías con pérdida uniforme de caudal por unidad de longitud: tubos porosos 217
Tuberías en paralelo 226
Comprobación de diseño de tuberías en paralelo 228
Cálculo de potencia para tuberías en paralelo 232
Diseño de tuberías en paralelo 240
Problemas 248
Bibliografía 254
Capítulo 6: Análisis de redes de tuberías. Redes abiertas
Introducción 255
Análisis de redes abiertas: balance de cantidad 258
Comprobación de diseño en redes abiertas 260
Cálculo de potencia 269
Diseño de redes abiertas 270
Bombas en redes abiertas 279
Problemas 287
Bibliografía 292
Capítulo 7: Análisis de redes de tuberías. Redes cerradas
Introducción 295
Primera parte: análisis de redes cerradas 296
Principios fundamentales de análisis de redes cerradas 296
Método de Hardy-Cross con corrección de caudales 299
Método de Hardy-Cross con corrección de caudales: pasos que se deben seguir en el análisis 301
Método de Hardy-Cross con corrección de cabezas 303
Método de Hardy-Cross con corrección de cabezas: pasos que se deben seguir en el análisis 306
Comparación entre las dos formas del método de Hardy-Cross 307
Método de Newton-Raphson 326
Método de la teoría lineal 349
Método del gradiente 365
Descripción matemática 365
Descripción del proceso iterativo 369
Características especiales del método del gradiente 369
Descripción de algunos programas comerciales para el diseño de redes de abastecimiento de agua 398
Kypipe3 398
Cybernet 402
Watercad 405
Epanet 409
Segunda parte 412
Diseño de redes de distribución 412
Diseño de redes de abastecimiento de agua 412
Estimación de los caudales de consumo 413
Presiones requeridas en la red de abastecimiento 414
Diámetros de las tuberías de la red de distribución 415
Diseño de la red de distribución 416
El programa REDES 417
Capacidades del programa REDES 417
Método de diseño de redes 419
Proceso de selección de método 419
Descripción del algoritmo 420
Descripción de subalgoritmos 422
Ecuaciones de fricción utilizadas por el programa REDES 429
Presentación del programa REDES 429
Problemas 441
Bibliografía 448
Capítulo 8: Sistemas de riego localizado de alta frecuencia (RLAF)
Introducción 453
Descripción de un RLAF 454
Esquema de una instalación de RLAF 455
Esquema de una estación de riego 457
Emisores finales 459
Presiones en los emisores finales 459
Caudales en los emisores finales 459
Régimen hidráulico de los emisores finales 460
Relación cabeza-caudal en los emisores finales 461
Tolerancia a la presión de los emisores finales 463
Sensibilidad a las obturaciones en los emisores finales 464
Sensibilidad de los emisores finales a la temperatura 465
Clasificación y tipos de emisores finales 465
Emisores de bajo caudal 466
Mangueras 472
Cintas exudantes 473
Emisores de alto caudal 474
Microaspersores y difusores 474
Microtubos de alto caudal 474
Uniformidad del riego 474
Coeficiente de uniformidad 475
Factores que intervienen en el coeficiente de uniformidad 478
Factores constructivos: coeficiente de variación por fabricación 478
Factores hidráulicos 481
Diseño hidráulico de sistemas de RLAF 482
Secuencia del diseño hidráulico 482
Cálculo del caudal por planta y el caudal total 484
Cálculo de la tolerancia de caudales 487
Cálculo de la tolerancia de presiones 487
Cálculo hidráulico de los submódulos: cálculo de múltiples y laterales de riego 490
Cálculo de tuberías primarias y secundarias 494
El programa RIEGOS 496
Primera parte del programa RIEGOS: cálculo hidráulico de un submódulo de riego 497
Segunda parte del programa RIEGOS: cálculo y diseño de las tuberías primarias y secundarias y de la bomba 503
Problemas 510
Bibliografía 516
Apéndice 1 519
Apéndice 2 525
Apéndice 3 529
Apéndice 4 535
Apéndice 5 551