Problema de los tres tanques

Este problema típico de la hidráulica consiste en determinar loa caudales que fluyen desde o hacia 3 tanques ubicados en diferentes cotas topográficas, los cuales están conectados a un único nudo de demanda por medio de 3 tuberías. Se conocen las elevaciones de los tanques, las caracteríticas de las tuberías que los unen a los nodos, y se conoce la elevación y demanda del nudo de interconexión.
Elevación tanque 1 H1 [m]:
Elevación tanque 2 H2 [m]:
Elevación tanque 2 H3 [m]:
Elevación nudo de demanda H4 [m]:
Longitud tramo 1-4 L14 [m]:
Longitud tramo 2-4 L24 [m]:
Longitud tramo 3-4 L34 [m]:
Diámetro; tramo 1-4 D14 [mm]:
Diámetro; tramo 2-4 D24 [mm]:
Diámetro; tramo 3-4 D34 [mm]:
Rugosidad tramo 1-4 ks14 [mm]:
Rugosidad tramo 2-4 ks24 [mm]:
Rugosidad tramo 3-4 ks34 [mm]:
Coeficiente pérdidas locales 1-4 km14 :
Coeficiente pérdidas locales 2-4 km24 :
Coeficiente pérdidas locales 3-4 km34 :
Caudal demandado en el nudo 4 Q4 [lps]:
Viscosidad del fluido [m/s]:
Toleracia de iteración [m]:
Número máximo de iteraciones:
Pulsar para calcular:

Diseñar tubería simple

Diseñar una tubería se refiere simplemente a la determinación del diámetro de una tubería para la cual se conoce su material y características (ks y km) y se conocen otros datos como: carga disponible, caudal requerido (de diseño), longitud de la tubería, viscosidad cinemática del fluido...

Como el diámetro a seleccionar depende de los disponibles en el mercado, despejar el diámetro, directamente de la ecuación de Darcy-Weisbach (o en su defecto de la ecuación de Hazen-Williams), resultaría en un valor que no se ajusta a los encontrados en el mercado. Este enfoque solo se aplicaría a los casos en que se pueda confeccionar el tubo. Sin embargo cuando se deba escoger un diámetro comercial, debemos utilizar otro enfoque.

El procedimiento propuesto implica, iniciar con un diámetro pequeño, y comprobar si con la carga disponible es posible pasar el caudal por ese tubo, si no se logra se incrementa el diámetro al siguiente valor comercial, y se comprueba hasta lograr que el caudal supere el valor requerido por diseño.

Además hay que comprobar si la suma de las pérdidas por fricción mas las pérdidas locales se equiparan con la carga disponible. El proceso es iterativo.

Para este ejemplo de cálculo se utilizan diámetros entre 25mm hasta 1200mm, y se utiliza Darcy-Weisbach.

Caudal de diseño [l/s] Q:
Carga/Altura disponible [m] H:
Longitud de tubería [m] L:
Rugosidad absoluta [mm]
Coeficiente pérdidas locales km:
Viscosidad del fluido [m/s]:
Toleracia de iteración [m]:
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Diámetros comerciales [mm]: 25 38 50 75 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 700 800 900 1000 1200

Comprobación de tubería


Comprobar una tubería consiste en determinar el caudal máximo que puede transportar una tubería (y por ende la velocidad del flujo), para unos valores dados de: carga disponible, diámetro, rugosidad, factor de pérdidas locales, longitud, según la ecuación de Darcy Weisbach:



Las pérdidas locales están dadas por:


Para el cálculo del factor de fricción f, se utiliza Colebrok-White, mediante el procedimiento que se muestra en este mismo sitio.

Carga/Altura disponible [m] H:
Longitud de tubería [m] L:
Diámetro de la tubería [mm] D:
Rugosidad absoluta [mm]
Coeficiente pérdidas locales km:
Viscosidad del fluido [m/s]:
Toleracia de iteración [m]:
Pulsar para calcular:

Calcular pérdidas tubo simple


Determinar las pérdidas por fricción y locales en una tubería, si se conocen: el diámetro del tubo, el material, la longitud y el caudal que fluye...
Las pérdidas por fricción se determinan con la ecuación de Darcy Weishbach:



Las pérdidas locales están dadas por:


Para el cálculo del factor de fricción f, se utiliza Colebrok-White, mediante el procedimiento que se muestra en este mismo sitio.

Caudal [lps] Q:
Longitud de tubería [m] L:
Diámetro de la tubería [mm] D:
Rugosidad absoluta [mm]
Coeficiente pérdidas locales km:
Viscosidad del fluido [m/s]:
Toleracia de iteración [m]:
Iteraciones :
Pulsar para calcular:

Calcular f de Darcy Weisbach

Solución de la ecuación de Colebrook White, por medio de iteraciones, método del "punto fijo".



Caudal [lps]:
Diámetro [mm]:
Rugosidad [mm]:
Viscosidad cinemática [m2/s]:
Tolerancia del cálculo:
Iteraciones máximas:
Pulse para calcular

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