seleccion del diametro optimo de tuberias para fluidos no newtonianos viscosos (tercera parte)

Evidentemente, de acuerdo con los valores mostrados
en la tabla 2, la tubería de 4 pulgadas de
diámetro nominal resulta la más económica según
los cálculos.
Análisis de los resultados
El método mostrado es general y puede ser
aplicado a cualquier tipo de fluifo, newtoniano o nonewtoniano,
cualquiera que sea el modelo reológico.
Observe que una vez determinada la viscosidad
efectiva, el método es identico al empleado con un
fluido newtoniano de viscosidad constante. La diferencia
estriba en que cada diámetro seleccionado
genera un gradiente de velocidad particular, originado
por la velocidad media adquirida por el fluido
al mantenerse constante el flujo volumétrico.
Otro asunto que reviste interés analizar es la
similitud de los costos anuales en los límites del
diámetro óptimo (para 3 y 5 pulgadas), lo que hace
posible tomar decisiones técnicas sin mayores problemas
desde el punto de vista económico.
Nomenclatura
A f
C t
C B
C F
C T
D
D N
área de flujo, m2
costo de la tubería instalada, $/año
costo de bombeo, $/año
costos fijos, $/año
costos totales, $/año
diámetro interno de tuberias, m
diametro nominal, in
F pérdidas por fricción, J/kg
f coeficiente de fricción.
f g
viscosidad newtoniana, Pa.s
g aceleración de la gravedad, m/s2
H f
carga de fricción, m
H h
carga estática, m
K f
costos fijos y de mantenimiento anuales por
unidad de longitud de tubería
L longitud de tubería, m
n' pendiente logarítmica de la gráfica de t vs ?
Pot potencia de bombeo, kW
Q flujo volumétrico, m3/s
Re g
número de Reynolds generalizado
V util
vida útil de la instalación, años
v velocidad media del fluido en el conducto, m/
s
W trabajo de bombeo, J/kg
t esfuerzo cortante, Pa
τ w
esfuerzo cortante en la pared, Pa
µ e
viscosidad efectiva, Pa.s
Bibliografia
Díaz García, A.; García Abreu, D., Manual aplicado
de Hidráulica, Santiago de Cuba, Ediciones ISPJAM,
1989.
Colectivo de autores, Técnicas de conservación energética
industrial, t. I, La Habana, Edición Revolucionaria,
1982.
Skelland, A. H. P., Non Newtonian Flow and Heat
Transfer, La Habana, Edición Revolucionaria, 1970.
Danilina, N.I. y otros, Matemática de cálculo, Moscú,
Editorial MIR, 1985.
TECNOLOGÍA QUÍMICA Vol. XIX, No. 2, 1999
13