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Flujo de Agua en Tuberías de Hierro Dúctil

La capacidad de conducción de una tubería dada está limitada por su resistencia interna al flujo del agua. Esta resistencia al flujo genera una pérdida de carga o caída en la presión conforme el agua se mueve a través dela línea. La cantidad de pérdida de carga depende de: (1) la velocidad del agua, (2) la rugosidad de la superficie interior de la tubería, (3) el diámetro interno, y (4) la longitud de la tubería. Estos factores han sido relacionados en la ampliamente utilizada fórmula de Hazen-Williams para calcular las pérdidas de carga, los diámetros de tuberías, y las capacidades de conducción en redes de distribución. Esta fórmula es como sigue:
         
  Q = 0.278 x C x D2.63 x S0.54    
    En la cual:    
  Q = flujo de agua a través de la tubería en metros cúbicos por segundo.    
  C = factor que depende de la rugosidad de la superficie interior del tubo.    
  D = diámetro del tubo en metros.    
 
S =
 pendiente hidráulica o pérdida de carga en metros por metros de tubo.    
 
El factor C es bien conocido como la "C" de Hazen-Williams o el coeficiente de flujo "C", y su valor debe ser estimado en cálculos de flujo. Numerosas pruebas han demostrado que la tubería con revestimiento interior de cemento instalada muchos años atrás conserva un valor de "C" aproximadamente de 140 a 150, aún en aguas incrustantes. La calidad del más reciente revestimiento interior de cemento certrifugado a alta velocidad de ACIPCO y disponibilidad de diámetros aún mayores de tuberías, pueden justificar el uso de valores mayores para "C", particularmente en tuberías de diámetros medios y grandes.

 

FLUJO DE AGUA EN TUBERÍAS DE HIERRO DÚCTIL
Hazen-Williams C = 145*

 

FLUJO DE AGUA EN TUBERÍAS DE HIERRO DÚCTIL TABLA 1

Flujo en
litros por
segundo		 Tubería clase K9
100mm 		Tubería clase K9
150mm		 Tubería clase K9
200mm 		Tubería clase K9
250mm		 Tubería clase K9
300mm
Velocidad
en metros
por
segundo		 Pérdida de
carga en
metros		 Velocidad
en metros
por
segundo		 Pérdida de
carga en
metros		 Velocidad
en metros
por
segundo		 Pérdida de
carga en
metros		 Velocidad
en metros
por
segundo		 Pérdida de
carga en
metros		 Velocidad
en metros
por
segundo		 Pérdida de
carga en
metros
1 0.13 0.22                
2 0.26 0.81                
3 0.38 1.71 0.17 0.22            
4 0.51 2.91 0.22 0.38            
5 0.64 4.39 0.28 0.58 0.15 0.14        
10 1.28 15.84 0.56 2.08 0.31 0.50 0.20 0.17    
15 1.92 33.53 0.83 4.41 0.46 1.05 0.30 0.35 0.20 0.14
20 2.56 57.10 1.11 7.52 0.62 1.80 0.39 0.60 0.27 0.25
25 3.20 86.28 1.39 11.36 0.77 2.71 0.49 0.91 0.34 0.37
30     1.67 15.91 0.93 3.80 0.59 1.27 0.41 0.52
40     2.22 27.10 1.23 6.47 0.79 2.17 0.55 0.89
50     2.78 40.94 1.54 9.78 0.98 3.28 0.68 1.34
60     3.33 57.37 1.85 13.70 1.18 4.59 0.82 1.88
70         2.16 18.23 1.38 6.11 0.95 2.50
80         2.47 23.33 1.57 7.82 1.09 3.20
90         2.78 29.02 1.77 9.72 1.23 3.98
100         3.08 35.26 1.97 11.82 1.36 4.84
120             2.36 16.55 1.64 6.78
140             2.75 22.02 1.91 9.02
160             3.15 28.19 2.18 11.55
180                 2.45 14.36
200                 2.73 17.45
250                 3.41 26.37
300                 4.09 36.95

Notas:
Las pérdidas de carga que se muestran son por cada 1,000m de tubería.
La tabla se basa en una clase mínima de tubería de hierro dúctil con revestimiento interno de cemento.

* El coeficiente de flujo de Hazen-Williams mostrado es un valor representativo para tuberías de hierro dúctil con revestimiento interior de cemento que han prestado servicio durante largo tiempo. Los valores de C=140 a C=155 se han utilizado por varios fabricantes como un coeficiente de Hazen-Williams a largo plazo, dependiendo en el diámetro del tubo y la baja rugosidad del revestimiento.

El diseño de sistemas fuera de velocidades comunes en el agua, por ejemplo de 0.5 m/s a 1.5 m/s, debe involucrar consideraciones especiales de diseño (por ejemplo, la generación de alzas de presión considerables como un resultado de cierre de válvulas, o de otros efectos de columna de agua, sedimentación a velocidades extremadamente bajas, etc.).

FLUJO DE AGUA EN TUBERÍAS DE HIERRO DÚCTIL TABLA 2

Flujo en
litros por
segundo		 Tubería clase K9
350mm		 Tubería clase K9
400mm		 Tubería clase K8
450mm		 Tubería clase K8
500mm		 Tubería clase K7
600mm
Velocidad
en metros
por
segundo		 Pérdida de
carga en
metros		 Velocidad
en metros
por
segundo		 Pérdida de
carga en
metros		 Velocidad
en metros
por
segundo		 Pérdida de
carga en
metros		 Velocidad
en metros
por
segundo		 Pérdida de
carga en
metros		 Velocidad
en metros
por
segundo		 Pérdida de
carga en
metros
20 0.2 0.12                
30 0.31 0.26 0.24 0.14            
40 0.41 0.44 0.31 0.23 0.25 0.13 0.20 0.08    
50 0.51 0.67 0.39 0.35 0.31 0.19 0.25 0.12    
60 0.61 0.94 0.47 0.49 0.37 0.27 0.30 0.16 0.21 0.07
70 0.72 1.25 0.55 0.65 0.43 0.36 0.35 0.22 0.24 0.09
80 0.82 1.60 0.63 0.84 0.49 0.46 0.40 0.28 0.27 0.11
90 0.92 1.99 0.71 1.04 0.55 0.58 0.45 0.34 0.31 0.14
100 1.02 2.41 0.78 1.26 0.62 0.70 0.50 0.42 0.34 0.17
120 1.23 3.38 0.94 1.77 0.74 0.98 0.60 0.58 0.41 0.24
140 1.43 4.50 1.10 2.35 0.86 1.30 0.70 0.78 0.48 0.31
160 1.64 5.76 1.26 3.01 0.98 1.67 0.80 0.99 0.55 0.40
180 1.84 7.16 1.41 3.75 1.11 2.08 0.90 1.24 0.62 0.50
200 2.05 8.70 1.57 4.55 1.23 2.52 0.99 1.50 0.69 0.61
250 2.56 13.15 1.96 6.88 1.54 3.81 1.24 2.27 0.86 0.92
300 3.07 18.42 2.35 9.64 1.85 5.34 1.49 3.18 1.03 1.28
350     2.75 12.82 2.15 7.10 1.74 4.23 1.20 1.71
400     3.14 16.41 2.46 9.09 1.99 5.41 1.37 2.19
450         2.77 11.31 2.24 6.73 1.54 2.72
500         3.08 13.74 2.49 8.18 1.71 3.30
600             2.98 11.46 2.06 4.63
700                 2.40 6.16
800                 2.74 7.88
900                 3.08 9.80
1000                 3.43 11.91

Notas:
Las pérdidas de carga que se muestran son por cada 1,000m de tubería.
La tabla se basa en una clase mínima de tubería de hierro dúctil con revestimiento interno de cemento.

* El coeficiente de flujo de Hazen-Williams mostrado es un valor representativo para tuberías de hierro dúctil con revestimiento interior de cemento que han prestado servicio durante largo tiempo. Los valores de C=140 a C=155 se han utilizado por varios fabricantes como un coeficiente de Hazen-Williams a largo plazo, dependiendo en el diámetro del tubo y la baja rugosidad del revestimiento.

El diseño de sistemas fuera de velocidades comunes en el agua, por ejemplo de 0.5 m/s a 1.5 m/s, debe involucrar consideraciones especiales de diseño (por ejemplo, la generación de alzas de presión considerables como un resultado de cierre de válvulas, o de otros efectos de columna de agua, sedimentación a velocidades extremadamente bajas, etc.).

FLUJO DE AGUA EN TUBERÍAS DE HIERRO DÚCTIL TABLA 3

Flujo en
litros por
segundo		 Tubería clase K7
700mm		 Tubería clase K7
800mm		 Tubería clase K7
900mm		 Tubería clase K7
1000mm		 Tubería clase K7
1200mm
Velocidad
en metros
por
segundo		 Pérdida de
carga en
metros		 Velocidad
en metros
por
segundo		 Pérdida de
carga en
metros		 Velocidad
en metros
por
segundo		 Pérdida de
carga en
metros		 Velocidad
en metros
por
segundo		 Pérdida de
carga en
metros		 Velocidad
en metros
por
segundo		 Pérdida de
carga en
metros
100 0.25 0.08                
150 0.38 0.17 0.29 0.09 0.23 0.05        
200 0.51 0.29 0.39 0.15 0.31 0.08 0.25 0.05    
250 0.63 0.44 0.48 0.23 0.38 0.13 0.31 0.08 0.21 0.03
300 0.76 0.61 0.58 0.32 0.46 0.18 0.37 0.11 0.26 0.04
350 0.89 0.82 0.68 0.42 0.53 0.24 0.43 0.14 0.30 0.06
400 1.01 1.05 0.77 0.54 0.61 0.31 0.49 0.18 0.34 0.07
450 1.14 1.30 0.87 0.67 0.69 0.38 0.56 0.23 0.39 0.09
500 1.27 1.58 0.97 0.82 0.76 0.46 0.62 0.28 0.43 0.11
600 1.52 2.22 1.16 1.15 0.92 0.65 0.74 0.39 0.51 0.16
700 1.77 2.95 1.35 1.53 1.07 0.86 0.87 0.52 0.60 0.21
800 2.03 3.77 1.55 1.96 1.22 1.10 0.99 0.66 0.69 0.27
900 2.28 4.69 1.74 2.43 1.37 1.37 1.11 0.82 0.77 0.34
1000 2.53 5.70 1.93 2.96 1.53 1.66 1.24 1.00 0.86 0.41
1200 3.04 7.99 2.32 4.14 1.83 2.33 1.48 1.40 1.03 0.57
1400     2.70 5.51 2.14 3.10 1.73 1.86 1.20 0.76
1600     3.09 7.05 2.44 3.97 1.98 2.38 1.37 0.97
1800         2.75 4.94 2.22 2.96 1.54 1.21
2000         3.05 6.00 2.47 3.59 1.71 1.47
2200             2.72 4.29 1.88 1.76
2400             2.97 5.03 2.06 2.06
2600             3.21 5.84 2.23 2.39
2800                 2.40 2.74
3000                 2.57 3.12
3500                 3.00 4.15
4000                 3.43 5.31

Notas:
Las pérdidas de carga que se muestran son por cada 1,000m de tubería.
La tabla se basa en una clase mínima de tubería de hierro dúctil con revestimiento interno de cemento.

* El coeficiente de flujo de Hazen-Williams mostrado es un valor representativo para tuberías de hierro dúctil con revestimiento interior de cemento que han prestado servicio durante largo tiempo. Los valores de C=140 a C=155 se han utilizado por varios fabricantes como un coeficiente de Hazen-Williams a largo plazo, dependiendo en el diámetro del tubo y la baja rugosidad del revestimiento.

El diseño de sistemas fuera de velocidades comunes en el agua, por ejemplo de 0.5 m/s a 1.5 m/s, debe involucrar consideraciones especiales de diseño (por ejemplo, la generación de alzas de presión considerables como un resultado de cierre de válvulas, o de otros efectos de columna de agua, sedimentación a velocidades extremadamente bajas, etc.).

FLUJO DE AGUA EN TUBERÍAS DE HIERRO DÚCTIL TABLA 4

Flujo en
litros por
segundo		 Tubería clase
K7 1400mm		 Tubería clase
K7 1500mm		 Tubería clase
K7 1600mm
Velocidad
en metros
por
segundo		 Pérdida de
carga en
metros		 Velocidad
en metros
por
segundo		 Pérdida de
carga en
metros		 Velocidad
en metros
por
segundo		 Pérdida de
carga en
metros
400 0.25 0.04 0.22 0.03    
500 0.32 0.05 0.28 0.04 0.24 0.03
600 0.38 0.08 0.33 0.05 0.29 0.04
700 0.44 0.10 0.39 0.07 0.34 0.05
800 0.51 0.13 0.44 0.09 0.39 0.07
900 0.57 0.16 0.50 0.12 0.44 0.08
1000 0.63 0.20 0.55 0.14 0.48 0.10
1200 0.76 0.28 0.66 0.20 0.58 0.14
1400 0.89 0.37 0.77 0.26 0.68 0.19
1600 1.01 0.47 0.88 0.33 0.78 0.24
1800 1.14 0.58 0.99 0.42 0.87 0.30
2000 1.27 0.71 1.10 0.51 0.97 0.37
2500 1.58 1.07 1.38 0.76 1.21 0.56
3000 1.90 1.50 1.66 1.07 1.45 0.78
3500 2.22 1.99 1.93 1.42 1.70 1.04
4000 2.54 2.55 2.21 1.82 1.94 1.33
4500 2.85 3.17 2.48 2.26 2.18 1.65
5000 3.17 3.85 2.76 2.75 2.42 2.01
5500     3.03 3.28 2.67 2.40
6000         2.91 2.81
6500         3.15 3.26
7000         3.39 3.74

Notas:
Las pérdidas de carga que se muestran son por cada 1,000m de tubería.
La tabla se basa en una clase mínima de tubería de hierro dúctil con revestimiento interno de cemento.

* El coeficiente de flujo de Hazen-Williams mostrado es un valor representativo para tuberías de hierro dúctil con revestimiento interior de cemento que han prestado servicio durante largo tiempo. Los valores de C=140 a C=155 se han utilizado por varios fabricantes como un coeficiente de Hazen-Williams a largo plazo, dependiendo en el diámetro del tubo y la baja rugosidad del revestimiento.

El diseño de sistemas fuera de velocidades comunes en el agua, por ejemplo de 0.5 m/s a 1.5 m/s, debe involucrar consideraciones especiales de diseño (por ejemplo, la generación de alzas de presión considerables como un resultado de cierre de válvulas, o de otros efectos de columna de agua, sedimentación a velocidades extremadamente bajas, etc.).

 
 
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