Si la transición de un conducto menor a uno mayor puede hacerse menos abrupta que la dilatación súbita de bordes cuadrados, la perdida de energía se reduce. Esto normalmente se hace colocando una sección entre los dos conductos. Las paredes en pendiente del cono tiende a guiar el fluido durante la desaceleración y expansión de la corriente flujo.
La pérdida de energía para una dilatación gradual se calcula a partir de:
donde v1 es la velocidad del conducto menor que está delante de la dilatación. La magnitud de k depende tanto de la proporción de diámetro, como del ángulo de cono “θ”, se dan valores para diferentes casos en la figura y la tabla para “θ” y D2/D1.
La perdida de energía calculada de la ecuación no incluye la perdida debido a la fricción en las paredes de la transición. Para lo ángulos de cono relativamente empinados, la longitud de la transición es corta y por lo tanto, la perdida de fricción de la pared es despreciable. Sin embargo, al disminuir el ángulo del cono, la longitud de la transición se incrementa y la fricción de la pared se hace significativa. Tomando en cuenta tanto la perdida de fricción de la pared como la pérdida debido a la dilatación, podemos obtener la perdida de energía mínima con un ángulo de cono de aproximadamente 7º.
EJEMPLO DE APLICACIÓN Determine la perdida de energía que ocurrirá al fluir 100L/min de agua de un tubo de cobre de 1 pulg (tipo k) en un tubo de cobre de 3 pulg (tipo k ) a través de una dilatación gradual con un ángulo de cono de 30º.
Solución. Usando anexos y los resultados de algunos cálculos de los ejemplos anteriores, sabemos que:
de la figura obtenemos k= 0.48, entonces:
Comparada con la dilatación súbita, la perdida de energía disminuye en 33% cuando utiliza la dilatación gradual de 30º.
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