comprendiendo la fórmula de barlow para el espesor de la tubería
Fórmula:t = (P × D) / (2 × S)
Cómo entender la fórmula de Barlow para el espesor de las tuberías
¿Está intentando averiguar qué espesor debe tener una tubería para soportar una presión específica? No busque más; la fórmula de Barlow es la respuesta. Esta fórmula esencial en ingeniería ayuda a calcular el espesor de pared necesario para las tuberías sometidas a presión interna. Profundicemos en lo que significa todo esto, con un toque de narrativa y un poco de contexto del mundo real para que sea más fácil de entender.
¿Qué es la fórmula de Barlow?
La fórmula de Barlow se expresa como:
t = (P × D) / (2 × S)
Aquí, t representa el espesor de la pared de la tubería (en pulgadas o milímetros), P representa la presión interna a la que está sometida la tubería (en libras por pulgada cuadrada o psi), D es el diámetro exterior de la tubería (en pulgadas o milímetros) y S es la tensión admisible del material de la tubería (en psi).
Desglosando las variables
Presión interna (P)
La presión interna (P) es la presión ejercida desde el interior de la tubería hacia afuera. Piense en una tubería de agua en su casa. La presión del agua dentro de la tubería asegura que el agua fluya hacia sus grifos. Si la presión aumenta, digamos, si tiene una bomba de agua, la tensión en la pared de la tubería también aumenta.
Diámetro exterior (D)
El diámetro exterior (D) le indica qué tan ancha es la tubería desde un borde exterior hasta el otro. Es crucial porque las tuberías más grandes experimentarán más tensión en sus paredes para la misma presión interna que las tuberías más pequeñas.
Tensión admisible (S)
La tensión admisible (S) es una propiedad del material que define la tensión máxima que el material puede soportar sin fallar. Diferentes materiales tienen diferentes valores de tensión admisible, y estos valores son críticos a la hora de decidir qué material utilizar para una tubería que necesita soportar una determinada presión interna.
Espesor de pared (t)
Por último, el espesor de pared (t) es lo que estás calculando. Responde a la pregunta: ¿Qué espesor debe tener la pared de la tubería para contener de forma segura la presión interna dado el tamaño y el material de la tubería?
Un ejemplo de la vida real
Supón que estás diseñando una tubería que transportará gas natural bajo una presión de 2000 psi. El diámetro exterior de la tubería es de 30 pulgadas y la tensión admisible del acero que se utiliza es de 35 000 psi. Usando la fórmula de Barlow:
t = (P × D) / (2 × S)
Sustituye los números:
t = (2000 psi × 30 pulgadas) / (2 × 35000 psi)
Haciendo el cálculo, obtienes:
t = 60000 / 70000
t ≈ 0,857 pulgadas
Por lo tanto, la tubería debe tener un espesor de pared de aproximadamente 0,857 pulgadas para transportar de manera segura el gas natural a 2000 psi.
Tabla de tensiones admisibles
A continuación, se incluye una tabla rápida de tensiones admisibles para diferentes materiales que pueden ayudarte a tomar una decisión informada. decisión:
| Material | Esfuerzo admisible (psi) |
|---|---|
| Acero | 35 000 |
| Cobre | 12 000 |
| Hierro fundido | 15 000 |
| PVC | 3 000 |
Preguntas frecuentes
P1. ¿Qué sucede si subestima el espesor de la pared?
R1. Subestimar el espesor de la pared puede provocar fallas en las tuberías, lo que puede tener consecuencias catastróficas, como fugas o roturas.
P2. ¿Se puede utilizar esta fórmula para cualquier material de tubería?
R2. Sí, siempre que conozca la tensión admisible para el material que está utilizando.
P3. ¿Se aplica esta fórmula a la presión externa?
R3. No, la fórmula de Barlow es específicamente para calcular el espesor debido a la presión interna.
Resumen
La fórmula de Barlow es indispensable en el campo de la ingeniería para determinar el espesor requerido de una tubería dada su presión interna, diámetro y material. Al calcular con precisión el espesor de pared requerido, los ingenieros garantizan la seguridad y durabilidad de los sistemas de tuberías, ya sea que se utilicen para el suministro de agua, gas natural u otras aplicaciones.
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