Influencia de la concentración de sedimentos en suspensión en la pérdida de carga por fricción en tuberías de PVC

Abstract

RESUMEN Esta investigación da a conocer la influencia de la concentración de sedimentos en suspensión en las pérdidas de carga por fricción en tuberías de PVC, basados netamente en ensayos experimentales de laboratorio, en tuberías de ½”, ¾”, 1” y 1 ½”, para lo cual se preparó mezclas de agua con sedimentos del tipo ML, es decir, limos arcillosos con ligera plasticidad, con concentraciones en peso de 1%, 3%, 5% y 7%. Los procedimientos experimentales consistieron en instalar un sistema de recirculación de agua en el laboratorio de hidráulica, que contó con la instrumentación adecuada para las mediciones de caudal y pérdidas de carga por fricción, ya que se instaló un medidor de agua en la tubería de descarga y piezómetros en las tuberías de ensayo, los mismos que estuvieron separados 4.5m, durante los ensayos, se tuvo especial cuidado para trabajar bajo un régimen de flujo permanente, lo cual se logró mediante la instalación de válvulas en la tubería de impulsión, lo que garantizó controlar el flujo de salida y de llegada a cada recipiente (tanque elevado y cárcamo de bombeo). Luego de haber realizado los ensayos en el laboratorio y el análisis de la información obtenida, los resultados mostraron que se trabajó con limos arcillosos con ligera plasticidad, es decir, tipo ML según la clasificación SUCS; y para un rango de caudales entre 0.55 L/s y 0.65 L/s, en una tubería de Ø = ½”, con una concentración en peso (Cw) de 1%, las pérdidas de carga por fricción (Hf) aumentaron en 14.54%; respecto a las pérdidas en agua sin sedimentos, con Cw = 3% aumentó en 32.48%, con Cw = 5% aumentó en 58.82% y con Cw = 7% aumentó en 93.55%; en una tubería de Ø = ¾”, con Cw = 1% la pérdida aumentó en 3.55%, con Cw = 3% aumentó en 8.15%, con Cw = 5% aumentó en 15.69% y con Cw = 7% aumentó en 25.98%; en una tubería de Ø = 1”, con Cw = 1% la pérdida aumentó en 34.31%, con Cw = 3% aumentó en 69.40%, con Cw = 5% aumentó en 146.96% y con Cw = 7% aumentó en 267%; en una tubería de Ø = 1 ½”, con Cw = 1% la pérdida aumentó en 126.83%, con Cw = 3% aumentó en 130.21%, con Cw = 5% aumentó en 272.85% y con Cw = 7% aumentó en 554.75%.

ABSTRACT This research discloses the influence of the concentration of suspended sediment in losses by friction in pipes of PVC, based purely on experimental laboratory tests in pipes ½ “, ¾“, 1 “and 1 ½“ for which mixtures silty type ML was prepared clayey silts with slight plasticity, with concentrations by weight of 1%, 3%, 5% and 7%. The experimental procedures consisted of installing a recirculation system water in the hydraulic laboratory, which was appropriate instrumentation for measurements of flow and pressure losses by friction, as a water meter was installed in the discharge line and piezometers in test pipes, the same as they were separated 4.5m, during rehearsals, special care to work under a regime of permanent flux had, which was achieved by installing valves in the impulsion pipe, which ensured control the flow of departure and arrival of each container (elevated tank and pump station). After completing the tests in the laboratory and analysis of information obtained, the results showed that we worked with clay silts with slight plasticity, and according to SUCS classification the clay silts are ML type; and for a range of flow rates between 0.55 L / s and 0.65 L / s, a pipe Ø = ½ “, with a weight concentration (Cw) of 1%, the losses by friction (Hf) increased by 14.54%; respect of losses in water without sediment, with Cw = 3% increased by 32.48%, with Cw = 5% it increased by 58.82% and Cw = 7% increased by 93.55%; in a pipe Ø = ¾ “ with Cw = 1% loss increased by 3.55%, with Cw = 3% increased by 8.15%, with Cw = 5% increased by 15.69% and with Cw = 7% increased by 25.98%; in a pipe Ø = 1“ with Cw = 1% loss increased by 34.31%, with Cw = 3% increased by 69.40%, with Cw = 5% increased by 146.96% and Cw = 7% increased by 267%; in a pipe Ø = 1 ½“ with Cw = 1% loss increased by 126.83%, with Cw = 3% increased by 130.21%, with Cw = 5% increased by 272.85% and Cw = 7% increased 554.75%.