Contenido principal del artículo

Autores

The effect of flow variation on the theoretical calculation of pressure drop in pipes with fittings in the unit FF-DF-270/EL of the Universidad de Cartagena was studied, determining the coefficient of minor losses (Kf) caused by 45° and 90° elbows, and three types of valves, using water as the process fluid. The flow rate (Q) was varied, using a valve, between 24, 20, 16, 12 L/min. Darcy's and Bernoulli's theorem methods were used to evaluate friction losses. Were found minimum error percentages of 0.04% and maximum 8.16%; loss coefficients adjusted by minimum squares were obtained with R2 of 0.999, comparing these Kf with the values reported in the plant manual and different authors. It was shown experimentally that the loss coefficient depends on each fitting, allowing the calculation of the theoretical pressure drop and comparing it with the experimental pressure drop, demonstrating that as the flow increases, an increase in pressure drop is generated. With the methodology applied in this research, the aim is to optimize pressure drop tests with fittings, and identify the characteristics of the pipe to obtain an optimum lower loss coefficient value.

Angel Gonzalez-Delgado, Universidad de Cartagena. Bolívar, Colombia

https://orcid.org/0000-0001-8488-1076

Angel Villabona-Ortíz, Universidad de Cartagena. Bolívar, Colombia

https://orcid.org/0000-0001-8488-1076

Candelaria Tejada-Tovar, Universidad de Cartagena. Bolívar, Colombia

https://orcid.org/0000-0002-2323-1544

1.
Gonzalez-Delgado A, Villabona-Ortíz A, Tejada-Tovar C. Comparación de modelos y efecto del caudal y presencia de accesorios sobre la caída de presión en la unidad ff-df-270/el de la Universidad de Cartagena. inycomp [Internet]. 16 de junio de 2023 [citado 27 de abril de 2024];25(2):e-20111663. Disponible en: https://revistaingenieria.univalle.edu.co/index.php/ingenieria_y_competitividad/article/view/11663

Anaya-Durand AI, Cauich-Segovia GI, Funabazama-Bárcenas O, Alfonso V. Evaluación de ecuaciones de factor de fricción explícito para tuberías. Educ Química. 2014;25(2):128–34.

Tang M, Zhang S, Wang D, Liu Y, Wang L, Liu C. Experimental study and modeling development of pressure drop in concurrent gas-liquid columns with a tridimensional rotational flow sieve tray. Chem Eng Sci [Internet]. 2018;191:383–97. Available from: https://doi.org/10.1016/j.ces.2018.06.080

Meti B, Sitaram N. Determination of Optimum Pressure Loss Coefficient and Flow Distribution at Unsymmetrical Pipe Trifurcation Using Experimental and Numerical Technique. Appl Eng. 2017;1(2):41–7.

Romero-Chapa MA. Pérdidas menores de energía en redes de tuberías de agua potable [Internet]. Universidad Nacional Autónoma de México; 2013. Available from: http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/jspui/bitstream/132.248.52.100/4135/1/TESIS PROBLEMAS EN LAS REDES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE.pdf

Zhou X, Wang Z, Zhang Y. A simple method for high-precision evaluation of valve flow coefficient by computational fluid dynamics simulation. Adv Mech Eng. 2017;9(7):1–7.

Silva M, Yambombo Guanutaxi JG. Diseño y construcción de un banco de pruebas para ensayos de pérdidas de carga en tuberías y accesorios. Universidad Central del Ecuador; 2012.

López-Cáceres LA, Yepez-Shiguango MP. Diseño e implementación de un laboratorio virtual para medir caída de presión y obtener datos en tiempo real usando LABVIEW y visual BASIC para mecánica de fluidos. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo; 2015.

Cengel Y, Cimbala J. Mecánica de Fluidos: Fundamentos y aplicaciones. 2nd Editio. México D.F.: McGraw-Hill; 2012.

Mott R. Mecanica de fluidos. 7a. México D.F.: Addison-Wesley; 2015.

Slatter PT, Fester VG. Fittings losses in paste flow design. Proc Thirteen Int Semin Paste Thick Tailings. 2010;303–10.

Fester VG, Kabwe AM, Slatter PT. Diaphragm valve head loss coefficients for coarse particles transported in a non-Newtonian carrier fluid. Proc 14th Int Semin Paste Thick Tailings, Aust Cent Geomech. 2011;417–26.

Flores JHN, Rettore Neto O, Faria LC, Timm LC. Estimation of the kinetic head coefficient (k) based on the geometric characteristics of emitter pipes 1. J Brazilian Assoc Agric Eng. 2017;4430(6):1091–102.

Russi Russi DI. Determinación experimental del coeficiente de pérdidas menores y el comportamiento hidráulico de diferentes válvulas tipo cheque usadas en sistemas internos de distribución de agua potable [Internet]. 2015. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.irfa.2010.03.001%0Ahttp://dx.doi.org/10.1016/j.ribaf.2014.06.001%0Awww.iiste.org%0Ahttp://dx.doi.org/10.1016/j.jbankfin.2011.10.012%0Ahttp:%5Cnwww.econjournals.com%0Ahttp://www.academicjournals.org/JAT

Monterroso López G. Coparación de pérdidas de presión entre válvulas comerciales de distinto material [Internet]. Universidad San Carlos de Guatemala; 2012. Available from: http://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/08/08_3452_C.pdf

Bandala-Rocha MR, Macedo y Ramírez RC, Vélez-Ruiz JF. Evaluación de Coeficientes de Fricción en el Transporte de Fluidos No-Newtonianos. Inf tecnológica. 2005;16(2):73–80.

Ganchozo Arévalo PJ, Monserrate Chamba HL. Diseño y construcción de una unidad didáctica de pérdidas de carga en el laboratorio de operaciones unitarias [Internet]. Universidad de Guayaquil. 2018. Available from: http://link.springer.com/10.1007/978-3-319-76887-8%0Ahttp://link.springer.com/10.1007/978-3-319-93594-2%0Ahttp://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-409517-5.00007-3%0Ahttp://dx.doi.org/10.1016/j.jff.2015.06.018%0Ahttp://dx.doi.org/10.1038/s41559-019-0877-3%0Aht

García Gutiérrez L. Teoria De La Medicion De Caudales Y Volumenes D e Agua E Instrumental Necesario Disponible En El Mercado [Internet]. Medida y Evaluaciòn De las Extraciones De Agua Subterranea. Madrid, España; 2012. 28–29 p. Available from: http://www.igme.es/igme/publica/libros2_TH/art2/pdf/teoria.pdf

Rotorpump. Rotorpump: Fricción en cañerías [Internet]. p. 1–2. Available from: http://www.rotorpump.com/pdf/tabla-perdidas-por-friccion.pdf

Jurídica-SCIJ SC de I. Sistema de agua fría y caliente [Internet]. Available from: http://www.pgrweb.go.cr/DOCS/NORMAS/1/VIGENTE/R/2010-2019/2015-2019/2017/14669/1153AA.HTML

Recibido 2021-10-19
Aceptado 2023-02-08
Publicado 2023-06-16