Método del coeficiente de resistencia – Método K
El método coeficiente de resistencia (o K-método, o método de la cabeza exceso) permite al usuario para describir la pérdida de presión a través de un codo o un montaje por un número adimensional – K . Este número adimensional (K) se puede incorporar a la ecuación de Darcy-Weisbach de una manera muy similar al método de longitud equivalente. En lugar de datos de longitud equivalente en este caso, el número adimensional (K) se utiliza para caracterizar el accesorio sin vincularlo a las propiedades de la tubería.
El valor K representa el múltiplo de las cabezas de velocidad que se perderán por el fluido que pasa a través del accesorio. La ecuación para el cálculo de la pérdida de presión del elemento hidráulico es, por lo tanto:
Por lo tanto, la ecuación para el cálculo de la pérdida de presión de todo el sistema hidráulico es:
El valor K se puede caracterizar para varios regímenes de flujo (es decir, de acuerdo con el número de Reynolds ) y esto hace que sea más preciso que el método de longitud equivalente.
Existen varios otros métodos para calcular la pérdida de presión de los accesorios, estos métodos son más sofisticados y también más precisos :
- Método 2K . El método 2K es una técnica desarrollada por Hooper BW para predecir la pérdida de cabeza en un codo, válvula o tee. El método 2K mejora el método del exceso de carga al caracterizar el cambio en la pérdida de presión debido al número variable de Reynolds . El método 2-K es ventajoso sobre otro método, especialmente en la región de flujo laminar .
- Método 3K . El método 3K (por Ron Darby en 1999) mejora aún más la precisión del cálculo de la pérdida de presión al caracterizar también el cambio en las proporciones geométricas de un accesorio a medida que cambia su tamaño. Esto hace que el método 3K sea particularmente preciso para un sistema con accesorios grandes .
Resumen:
- La pérdida de carga del sistema hidráulico se divide en dos categorías principales :
- Pérdida de carga importante : debido a la fricción en tuberías rectas
- Pérdida de carga menor : debido a componentes como válvulas, curvas …
- Se puede usar una forma especial de la ecuación de Darcy para calcular pérdidas menores .
- Las pérdidas menores son más o menos proporcional a la cuadrado de la velocidad de flujo y por lo tanto puede ser fácil integrados en la ecuación de Darcy-Weisbach a través de coeficiente de resistencia K .
- Como pérdida local de presión, también se puede considerar la aceleración del fluido en un canal calentado .
Existen los siguientes métodos:
- Método de longitud equivalente
- Método K (coeficiente de resistencia, método)
- Método 2K
- Método 3K
¿Por qué la pérdida de cabeza es tan importante?
Como se puede ver en la imagen, la pérdida de carga es una característica clave de cualquier sistema hidráulico. En los sistemas, en los que se debe mantener cierto caudal (por ejemplo, para proporcionar suficiente enfriamiento o transferencia de calor desde el núcleo del reactor ), el equilibrio de la pérdida de carga y la carga añadida por una bomba determina la velocidad de flujo a través del sistema.
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