Ingeniería ambiental

ASIGNATURA: FUNDAMENTOS DE INGENIERÍA AMBIENTAL TEMA 4: INTRODUCCIÓN AL FLUJO DE FLUIDOS. POTENCIA NECESARIA PARA EL FLUJO

OPERACIONES CON FLUIDOS
* TRANSPORTE DE FLUIDOS POR CONDUCCIONES:
-LÍQUIDOS (AGUAS, COMBUSTIBLES, ETC.) - GASES (COMBUSTIBLES Y EFLUENTES GASEOSOS, ETC.)

* TRANSPORTE DE FLUIDOS EN EL INTERIOR DE EQUIPOS: CAMBIADORES, COLUMNAS, ETC. * OPERACIONES DE SEPARACIÓN:
-DECANTACIÓN - SEDIMENTACIÓN - FILTRACIÓN - CENTRIFUGACIÓN - FLOTACIÓN

RÉGIMEN

ρ VD Re = µ

LAMINAR

TURBULENTO INTERNO

FLUJO DE FLUIDOS
EXTERNO

TRANSPORTE DE FLUIDOS POR CONDUCCIONESFLUJO INTERNO EN CONDUCCIONES CILÍNDRICAS:

Re < 2100 ⇒ Laminar V = V max   r 2  1 −     R   

PERFIL PARABÓLICO R r

Re > 10000 ⇒ Turbulento r  V = Vmax 1 −   R Re = 4000 ⇒n = 6 Re = 10000 ⇒ n = 7 Re = 3,2. 106 ⇒ n = 10 V2 α = 2 Ve 1
1n

PERFIL POTENCIAL R r

TURBULENTO

0,5
LAMINAR

2100

10000

Re

ECUACIONES BÁSICAS PARA FLUJO INTERNO DE FLUIDOSBalance de Materia total:
ρ 1 V1 S1 = ρ 2 V2 S 2 = m = Caudal másico ( Kg . / s )
→ → → →

Balance de energía total por unidad de masa (J/Kg.):

1   g(h2 − h1 ) + (H2 − H1 ) + Ve22 −Ve2  = Q + W1  2     1 2 P1  1 2 P2  1  gh + e1 + 2Ve1 + ρ  + Q + W =  gh2 + e2 + 2Ve2 + ρ   1  2
Teorema de las Fuerzas Vivas

(

)

V 2 V 2  J ∆Ec = m e2 − e1  = (Te + Ti )   ; Te= mg(h1 − h2 ) + p1QV 1 − p2QV 2 + N 2  s  2   Ti = ∫ PdQ − m∑ F V
1 2

(T + T ) ⇒ e i = g(h
m

1 − h2 ) + W + ∫

1 2

dP

ρ

− ∑F

2  1 dP W =  g(h2 − h1 ) + Ve2 −Ve2 + + 2 12 ρ  1 

(

)∫

∑

 F  

EC. de BERNOUILLI (J/Kg.)

  V22 V12  (P2 − P1 ) + W =  g(h2 − h1 ) +  − +  2α2 2α1  ρ    

∑

 EC. de BERNOUILLI F PARA FLUJO INCOMPRESIBLE 

PÉRDIDAS DE ENERGÍA POR ROZAMIENTO PARA FLUJO INTERNO DE FLUIDOS
  V22 V12  (P2 − P1 ) + W =  g(h2 − h1 ) +  − +  2α2 2α1  ρ    

∑

 F  

EC. de BERNOUILLI PARA...