¿Qué es la cabeza hidráulica? Definición

La altura hidráulica, o altura total, es una medida del potencial del fluido en el punto de medición. Se puede usar para determinar un gradiente hidráulico entre dos o más puntos. Ingenieria termal

Cabeza hidráulica

En general,  la altura hidráulica , o altura total, es una medida del potencial del fluido en el punto de medición. Se puede usar para determinar un gradiente hidráulico entre dos o más puntos.
Teorema de Bernoulli - Ecuación

En dinámica de fluidos , la cabeza es un concepto que relaciona la energía en un fluido incompresible con la altura de una columna estática equivalente de ese fluido. Las unidades para todas las diferentes formas de energía en la ecuación de Bernoulli se pueden medir también en unidades de distancia y, por lo tanto, estos términos a veces se denominan “cabezas” (cabeza de presión, cabeza de velocidad y cabeza de elevación). La cabeza también se define para bombas. Esta cabeza generalmente se conoce como la cabeza estática y representa la altura máxima (presión) que puede entregar. Por lo tanto, las características de todas las bombas se pueden leer generalmente de su curva QH (caudal – altura).

Hay cuatro tipos de potencial (cabeza):

  • Potencial de presión – Cabezal de presión: el cabezal de presión representa la energía de flujo de una columna de fluido cuyo peso es equivalente a la presión del fluido.Cabeza de presiónρ w : densidad del agua que se supone que es independiente de la presión
  • Potencial de elevación – Altura de elevación: la altura de elevación representa la energía potencial de un fluido debido a su elevación por encima de un nivel de referencia.Cabeza de elevación
  • Potencial cinético – Cabeza cinética: la cabeza cinética representa la energía cinética del fluido. Es la altura en pies que un fluido que fluye se elevaría en una columna si toda su energía cinética se convirtiera en energía potencial.Cabeza cinética

La suma de la cabeza de elevación, la cabeza cinética y la cabeza de presión de un fluido se denomina cabeza total . Por lo tanto, la ecuación de Bernoulli establece que la altura total del fluido es constante.

Cabezal Hidráulico Total

Diagrama característico de QH de la bomba centrífuga y de la tubería
Diagrama característico de QH de la bomba centrífuga y de la tubería
Cabezal hidráulico - Línea de cabezal total
Niveles de piezómetro cuando fluye fluido. En esta figura, los niveles se han reducido en una cantidad igual a la altura de la velocidad.
Cabezal hidráulico - Cabezal de velocidad
Niveles de piezómetro y cabezales de velocidad con fluido que fluye en tuberías de diámetro variable. El cabezal de velocidad en cada punto ahora es diferente. Esto se debe a que la velocidad es diferente en cada punto.
Cabezal hidráulico - Línea de grado hidráulico
Línea de grado hidráulico y líneas de cabeza total para una tubería de diámetro constante con fricción. En una tubería real hay pérdidas de energía debido a la fricción, que deben tenerse en cuenta, ya que pueden ser muy significativas.

Considere una tubería que contenga un fluido ideal. Si esta tubería experimenta una expansión gradual del diámetro, la ecuación de continuidad nos dice que a medida que aumenta el diámetro de la tubería , la velocidad del flujo debe disminuir para mantener la misma velocidad de flujo másico. Dado que la velocidad de salida es menor que la velocidad de entrada, la altura cinética del flujo debe disminuir desde la entrada hasta la salida. Si no hay cambios en la altura de elevación (la tubería queda horizontal), la disminución de la altura cinética debe compensarse con un aumento de la altura de presión.

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