Los sistemas de tuberías están diseñados para satisfacer un caudal específico y una presión de fluido particular en uniones críticas. Si la presión es demasiado grande o insuficiente, pueden surgir problemas operacionales que generarán gastos prevenibles.
Conociendo este detalle, los ingenieros industriales deben notificar la pérdida de presión (o caída de presión). La pérdida de presión es el resultado de las fuerzas de fricción ejercidas sobre un fluido dentro de un sistema de tuberías, resistiendo su flujo. A medida que aumenta la pérdida de presión, también incrementa la energía requerida por las bombas del sistema para compensarla, lo cual lleva a mayores costos de operación.
Para complicar aún más las cosas, algunos de los factores que influyen en la pérdida de presión pueden variar a lo largo de la vida de las tuberías. En algunos casos, el diseño del sistema debe planearse basándose en las influencias que puedan surgir de cinco a diez años después de la instalación.
Si tu compañía está involucrada en procesos industriales, seguramente quieres saber cómo optimizar tu sistema para disminuir la pérdida de presión, tanto ahora como el resto de su vida útil. La respuesta está en comprender los factores que influyen en este proceso.
Dependiendo del sistema, hay una serie de fuerzas en competencia que trabajan para disminuir o aumentar la presión del fluido de un extremo a otro:
Son los que se mantienen durante toda la vida del sistema:
Son los que fluctúan:
Dependiendo del material, este coeficiente puede cambiar con el tiempo. Por ejemplo, el CPVC Corzan® tiene un factor C de Hazen Williams de 150 durante toda la vida útil de la tubería, en comparación con un tubo de hierro fundido nuevo que tiene un factor C de 120 al instalar, pero que puede caer de 60 a 80 con el tiempo, por el desgaste y las picaduras.
La ecuación de Hazen-Williams se utiliza frecuentemente para calcular la pérdida de presión dentro de un sistema de tuberías. Sin embargo, la ecuación de Darcy-Weisbach se prefiere para los sistemas de tuberías industriales.
Mientras que la ecuación de Hazen-Williams puede funcionar para muchos sistemas, hace suposiciones que pueden no aplicarse a todos los usos industriales; esto es que el fluido es el agua y la temperatura del fluido es de 73° F (22.8° C).
La ecuación de Darcy-Weisbach es más flexible cuando se trata del fluido y la temperatura.
La manera más eficaz de optimizar un sistema industrial para la presión es ajustando el diámetro de la tubería. También es uno de los factores más fáciles de controlar.
Sin embargo, para especificar con eficacia el tamaño de la tubería es importante controlar los factores que pueden cambiar con el tiempo. Por ejemplo, en un sistema de tuberías metálicas, el diámetro quizá requiera ser más ancho de lo que necesitas inicialmente, ya que debes considerar la fricción del material, la corrosión y el escalado.
Por otro lado, los sistemas de tuberías industriales de CPVC Corzan® son menos propensos a estas influencias y permiten especificar un tubo más estrecho:
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