Ingenieria

PROBLEMA
Relacionar los números adimensionales (factor de fricción (Ff) y el coeficiente de resistencia (Kf) en función al números de Reynolds (Re) en fluidos no newtonianos tipo Herschel-Bulkley y de la potencia en flujo laminar.
HIPÓTESIS
Los números adimensionales Kf, Ff y NRe se han utilizado para conocer las pérdidas de energía en un sistema debido al rozamiento interno de las paredesde la tubería y de los accesorios. De acuerdo a la literatura se reporta la existencia de las relaciones experimentales de Kf y Ff en función al número de Reynolds en fluidos newtonianos en régimen laminar. Estas se expresan como Ff=16 /NRe y Kf=β/NReα se ha demostrado que esa relación se cumple para un fluidificante, por otra parte se sabe que existen diferentes comportamientos reológicos loscuales obedecen a diferentes modelos matemáticos, para un fluido Herschel-Bulkley su comportamiento es igual a un fluidificante con un esfuerzo inicial el cual se puede vencer aplicando energía de presión.
También se sabe que una bomba se utiliza para transportar un fluido a través de una red de flujo y cede energía de presión al sistema, es el caso de las bombas de desplazamiento positivo demodo que el aumento de presión se realiza por el empuje de las paredes de las cámaras que varían su volumen. el elemento que origina el cambio de energía es el movimiento del rotor(engranes), por lo tanto si se transporta en régimen laminar los fluidos Herschel-Bulkley y potencia se obtendrán los gráficos de factor de fricción en función a NRe(gráfica 1) Y de Kf en función al NRe (gráfica 2)
Consus respectivos modelos matemáticos Ff=16*Re-1 y Kf=β/NReα , si el esfuerzo inicial es vencido por la transformación de la energía mecánica en energía de presión que aplica la bomba por medio de los rotores, comprobaremos que las relaciones experimentales encontradas para un fluido de la potencia, serán aplicables para un Herschel-Bulkley.
Grafica 1Grafica 2






JUSTIFICACIÓN
La mayoría de los fluidos no newtonianos se llegan a presentar en la reología de la mayor parte de los alimentos, tal es el caso del comportamiento Herschel-Bulkley y potencia. Como consecuencia de esto se va a realizar la caracterización reológica de dos dispersiones de gomas alimenticias con concentración conocida, que nos van ayudar aobtener los modelos antes mencionados y sacar los parámetros reológicos índice de consistencia (K = pa*sn) e índice de comportamiento al flujo (n= adimensional) para asegurar que son los fluidos que se van a transportar posteriormente en la red de flujo son los correctos, se realizara en un viscosímetro de cilindros concéntricos (Rheomat) verificando que no sea un fluido dependiente del tiempo tomandola lectura de los datos tanto en el ascenso como en el descenso . También se va a determinar la densidad para realizar cálculos posteriores. Así mismo se va a utilizar una bomba de desplazamiento positivo de rotores (engranes), ya que estas se utilizan para el transporte de fluidos con viscosidades altas y presiones altas. Teniendo todo esto se van a realizar las pruebas experimentales en la red deflujo para poder determinar la relación que existe entre el Ff y Kf en función del número de Re a diferentes velocidades de flujo en régimen laminar, tanto para el fluido de la potencia como para el Herschel-Bulkley. Finalmente si la bomba que se va a utilizar rompe el esfuerzo inicial, debido a le energía mecánica que proporciona el motor se transforma en energía de presión, por consecuenciade la disminución del volumen dentro de la cámara por donde se transporta el fluido, debido al impacto que producen los rotores (engranes) sobre el fluido que se transporta por la periferia de las paredes y lo obligan a fluir, tendremos que las relaciones antes mencionadas encontradas para un fluido de la potencia, si aplican para el fluido Herschel-Bulkley.
Actividad del objetivo 1
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