8.2: Pérdida de cabeza

Última actualización
Guardar como PDF

Page ID: 152531

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

A medida que el agua viaja a través de objetos como tuberías, válvulas y puntos angulares, o sube cuesta arriba, hay pérdidas debido a la fricción. Estas pérdidas se denominan “fricción” o pérdida de cabeza. Hay tablas publicadas que enumeran factores de pérdida de cabeza (también denominado factor C) para tuberías de diferente edad y material, diferentes tipos de válvulas y puntos angulares, etc. Sin embargo, en este texto, nos centraremos en la teoría más que en los valores reales.

Ejemplo

Si el agua viaja a través de 10,000 pies de tubería que tiene una pérdida de carga de 3 pies, pasa a través de 4 válvulas que tienen una pérdida de cabeza de 1 pie por cada válvula, y pasa a través de 2 puntos angulares que tienen una pérdida de cabeza de 0.5 pies cada una, calcule la pérdida total de carga.

Respuesta: 3 pies + 1 pie + 1 pie + 1 pie + 1 pie + 0.5 pies + 0.5 pies = 8 pies

Al sumar todos los valores de pérdida de cabeza se obtiene la respuesta.

En los sistemas de distribución, el agua se bombea desde elevaciones más bajas a elevaciones más altas para abastecer a los clientes con agua en diferentes áreas denominadas zonas. El agua también se bombea fuera del suelo a través de pozos de agua subterránea y de plantas de tratamiento en todo el sistema de distribución. A medida que el agua se abre paso a través del sistema de distribución se realiza la pérdida de carga (como se mencionó en el párrafo anterior) y las bombas también deben superar la pérdida de carga por los cambios de elevación.

Los diagramas a continuación ayudan a ilustrar las diferencias entre la elevación de succión y la cabeza de succión. La elevación de succión requiere más trabajo por parte de la bomba para mover el agua del punto A al punto B. El cabezal de succión proporciona algo de ayuda (presión de la cabeza) para llevar el agua del punto A al punto B.

Elevación de succión y cabezal de succión

Ejercicios

Resolver los siguientes problemas.

Un pozo bombea directamente a un tanque de agua de 25 pies de altura que se encuentra a 200 pies por encima de la elevación del pozo. Si la pérdida total de carga en la tubería hasta el tanque es de 5 pies, ¿cuál es la presión total en psi en el lado de descarga del pozo?
Una bomba de refuerzo recibe agua de un tanque que está a 40 pies por encima de la bomba y se descarga a un tanque que está 275 pies por encima de la bomba. ¿Cuál es la cabeza total (TH)?
Un pozo ubicado a 750 pies sobre el nivel del mar tiene una profundidad de agua subterránea de 38 pies y bombea a un tanque de agua a una altura de 1,030 pies sobre el nivel del mar. La tubería de agua desde el pozo hasta el tanque tiene una pérdida total de carga de 11 psi. ¿Qué es el TH en pies?
Un tracto habitacional se encuentra a una elevación promedio aproximada de 2,225 pies sobre el nivel del mar y se sirve desde un tanque de almacenamiento que se encuentra a 2,330 pies. La pérdida de carga promedio desde el tanque hasta el tracto de la carcasa es de 15.5 psi. ¿Cuál es el nivel mínimo de agua en el tanque para mantener una presión mínima de 40 psi?
Una empresa de servicios de agua tiene dos zonas de presión diferentes (1 y 2.) El tanque de zona 1 mide 30 pies de altura y se asienta a una altura de 850 pies y el tanque de zona 2 mide 40 pies de altura y se asienta a 1,061 pies. La bomba de refuerzo de la zona 1 a 2 se asienta a una altura de 925 pies. La pérdida de cabeza es de 19 psi. El Tanque 1 está medio lleno y el Tanque 2 necesita estar ¾ lleno. ¿Qué es el TH?