Por una tubería de acero de 1.5 pulg circula benceno a 60 ºC a razón de 24 L/min, determinar la diferencia de presión entre dos puntos separados 150 m, si la tubería se encuentra en posición horizontal. Considérese que el peso específico del benceno es de 8.62 kN/m
Respuestas a la pregunta
La diferencia de presión entre el tramo de 150m es de ΔP = 18.533 kPa
Explicación paso a paso:
Datos del enunciado: (Conversiones directas)
D = 1.5 in = 0.0381 m
T = 60 °C
γ = 8.62 kN/m³
Q = 24 L/min = 0.004m³/s
μ = 6.04 * 10⁻⁴ Pa.s
tubería de acero Sch 40 ⇒ ε = 0.10mm
velocidad del flujo
Q = VA
V = Q/A = 4Q/πD²
V = 4*0.004m³/s / π (0.0381 m)²
V = 0.35 m/s
Calculamos Numero de Reynolds
Re = γVD/gμ
Re = 8.62 kN/m³*0.35 m/s* (0.081 m) / 6.04 * 10⁻⁷ kPa.s
Re = 404597.68
Calculamos factor de fricción
f = 0.25/ [log((ε/D)/3.7 + 5.74/Re⁰'⁹)]²
f = 0.25/ [log((0.10mm/0.0381 m/1000)/3.7 + 5.74/04597.68⁰'⁹)]²
f = 0.0876
Perdidas en el tramo de tubería
hf = fL/D V²/2g
hf = 0.0876 * 150m/0.0381m (0.35m/s)²/2*9.81m/s²
hf = 2.15 mca
Hacemos un balance de energía y aplicamos la ecuacion de Bernoulli
H2 = H1 + hf
P2/γ + V2²/2g + Z2 = P1/γ + V1²/2g + Z1 + hf
P2/8.62 kN/m³ + (0.35m/s)²/2*9.81m/s² + 0 = P21/8.62 kN/m³ + (0.35m/s)²/2*9.81m/s² + 0 + 2.15m
ΔP = 8.62 kN/m³ *2.15m
ΔP = 18.533 kPa
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