Problemas de canerias

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ISFD Nro. 29 Industrias químicas, procesos y operaciones Cañerías -pág. de 1 1
Problemas. 
1. Cada verano una amiga cultiva cuidadosamente una planta gigante de tomates debido a que 
le gusta el sabor del fruto recién recolectado. Puesto que estas plantas necesitan 2 L de agua 
por día durante la estación de cultivo para producir esos deliciosos e irresistibles frutos, 
¿cómo cultivará mi amiga la planta el próximo verano cuando se encuentre lejos durante 
cuatro semanas sin posibilidad de acudir a regarlas? 
Una solución sería conectar un tubo largo de plástico de d.i = 0,4 mm a la canilla de su casa 
donde la presión del agua es de 100 kPa por encima de la atmosférica y llevarlo hasta la 
planta. Determine la longitud que debería tener el tubo para suministrar 2 L/día de agua. 
Considere que todo se encuentra en el mismo nivel. 
 
2. En una cañería horizontal de 6 pulgadas sch 80 de acero comercial fluye 2,65 m3/min de 
agua a 32ºC. Si la caída de presión es de 15375 Pa en una longitud de 30,48 m de cañería: 
a)¿Cuál es el valor del número de Reynolds? 
b)¿Cuál sería la fuerza impulsora necesaria si se necesitaría mover el mismo caudal de 
agua pero a lo largo de 16 km de cañería? 
3. Un caudal de 0,0015 m3/s de ácido acético se bombea a través de una cañería horizontal de 
75 mm de diámetro y 70 m de largo. ¿Cuál es la caída de presión en la cañería? 
 viscosidad de ácido = 2,5 mNs/m2; densidad de ácido = 1060 kg/m3; rugosidad de la cañería = 6 x 10-5 m. 
4. Calcule la caída de presión debido a la fricción en una cañería de 300 m de largo y 150 mm 
de diámetro cuando fluye agua con un caudal de 0,05 m3/s. 
5. Calcule la caída de presión cuando 3 kg/s de ácido sulfúrico fluye a través de una cañería 
de 25 mm de diámetro y 60 m de largo (densidad= 1840 kg/m3; µ=0,025 Pa.s) 
6. Se han de transportar 18 000 m3.d-1 de petróleo desde un campo de petróleo hasta una 
refinería localizada a 1000 km del mismo mediante una tubería de acero de 0,5 m de 
diámetro interno. La diferencia de nivel entre los dos extremos de la línea es desestimable. 
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a. Calcular la potencia requerida para vencer la fricción en la línea. 
b. Puesto que la presión máxima permisible en cualquier sección de la línea es de 4 
MPa (aproximadamente 40 atm), será necesario tener estaciones de bombeo a 
intervalos aconsejables a lo largo de la línea. ¿Cuál será el número menor de 
estaciones de bombeo requerido? 
Datos: A la temperatura implicada el petróleo tiene una viscosidad de 0,05 kg.m-1.s-1 y 
una densidad de 870 kg.m-3 
7. Un aceite cuya viscosidad es de 6,78 x 10-3 kg.m-1.s-1 y densidad 913 kg.m-3 fluye a través de 
un tubo horizontal de 18 mm de diámetro interno (DI) con un caudal de 38 L.h-1. Determine 
la caída de presión (ΔP) en Pa si la longitud de la tubería es de 15 m. 
8. Un oleoducto de 230 km de longitud une a dos estaciones de bombeo. Si se van a bombear 
0,56 m3.s-1 a través de una cañería de 0,62 m de diámetro, la estación de descarga se 
encuentra a 250 m más debajo de la estación de partida (aguas arriba) y debe mantenerse 
una presión de descarga de 300 000 Pa. Determine la potencia requerida para bombear el 
petróleo. Este último tiene una viscosidad cinemática de 4.5 x 10-6 m2.s-1 y una densidad e 
810 kg.m-3. El oleoducto es de acero comercial. La presión de entrada es la atmosférica. 
nota: υ (viscosidad cinemática) = µ (viscosidad dinámica) / ρ (densidad) 
9. Se bombea un petróleo de viscosidad 6,1 x 10-3 kg.m-1.s-1 y densidad 910 kg.m-3, a través de 
una tubería de 0,71 m de diámetro interno con una velocidad promedio de 1,1 m.s-1. La 
rugosidad del tubo equivale a la de un acero comercial. Si las estaciones de bombeo se 
encuentran a 320 km una de otra, encuentre la pérdida de carga entre las estaciones de 
bombeo, así como la potencia requerida. 
10. Fluye agua con un caudal de 200 m3.h-1 por un tubo horizontal liso de 76 m de longitud. La 
caída de presión es de 31 kPa. Determine el diámetro del tubo. 
11. Se descarga agua a 20°C desde un estanque de sedimentación a una acequia de desagüe 
por medio de una tubería de acero de 100 m e largo equivalente y de 100 mm de diámetro 
interno. El nivel de estanque está 10 m por encima del extremo de descarga de la tubería. 
Encuentre el caudal de agua. 
12. Una tubería de lubricación tiene un diámetro interior (DI) de 0,254 cm y una longitud de 76 
cm. Si el ΔP es de 103 kPa, determine el caudal del aceite. Utilice las propiedades citadas en 
el problema 7. 
 Mayo 2018 
Respuestas: 
1. L = 27 m 
2. (a) Re = 500 040 (b) ∆P = 6,17 MPa 
3. ∆P = 122 kPa 
4. ∆P = 108 kPa 
5. ∆P = 869 kPa 
6. (a) ∆P = 31 MPa (b) 8 estaciones de bombeo (mínimo). 
7. ∆P = 15 Mpa