Perdidad de energia

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República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Defensa
Universidad Nacional Experimental de la Fuerza Armada
Núcleo Sucre – Extensión Carúpano

Profesor: Bachilleres:
ING. Bravo Guillermo Fernández Luis
CI: 19708542Gómez William
C.I: 19527829
V Semestre de Ing. Mecánica “A” Rosario Karla
C.I: 20374370

Carúpano - Enero 2012

* ECUACIÓN DE DARCY
En la ecuación general de la energía P1+Z1+ v21+ hA-hL-hR = P2+ Z2 + v22
2g 2g
Al término hL se le definió como la perdida de energía en el sistema. Una componente de la perdida de energía es la fricción en el fluido que circula. Para el caso del flujo en tuberías y tubos, la fricción esproporcional a la carga de velocidad del flujo y a la relación de la longitud al diámetro de la corriente. Esto se expresa en forma matemática como la ecuación de Darcy: hL = f x L x v2
D 2g
Donde:
hL = perdida de energía debido a la fricción (N x m/N, m, lb-pie/lb o pies)
L = longitud de la corriente del flujo (m o pies)
D =diámetro de la tubería (m o pies)
v = velocidad promedio del flujo (m/s o pies/s)
f = factor de fricción adimencional
La ecuación de Darcy se utiliza para calcular la perdida de energía debido a la fricción en secciones rectilíneas y largas de tubos redondos, tanto para flujo laminar como para flujo turbulento.

* FACTOR DE FRICCIÓN
La diferencia entre los dos flujos está en laevaluación del factor de fricción adimencional f, como se explicara en las secciones siguientes.
Para el flujo laminar el valor adimencional f se define como f= 64÷NR
El flujo turbulento es caótico y varia en forma constante. Por estas razones, para determinar el valor de f debemos recurrir a datos experimentales.
Las pruebas han mostrado que el numero adimencional f depende de otras dos cantidadesadimensionales, el numero de Reynolds y la rugosidad relativa de la tubería.

* ECUACIÓN DE HAGEN-POISEUILLE
Cuando existe flujo laminar el fluido parece moverse como si fueran varias capas, sobre la otra. Debido a la viscosidad del fluido, se crea un esfuerzo cortante entre sus capas. Se pierde energía del fluido por la acción de las fuerzas por fricción que hay que vencer, y que sonproducidas por el esfuerzo cortante. Debido a que el flujo laminar es tan regular y ordenado, es posible obtener una relación entre la pérdida de energía y los parámetros mensurables del sistema de flujo. Dicha relación se conoce como ecuación de Hagen-Poiseuille: hL= 32ƞLv
γD2
Los parámetros que involucran son las propiedades del fluido en cuanto a viscosidad y pesoespecifico, las características geométricas de longitud y diámetro de la tubería, y a la dinámica del flujo caracterizada por la velocidad promedio. La ecuación de Hagen-Poiseuille ha sido verificada muchas veces en forma experimental. A partir de la ecuación anterior, se debe observar que la perdida de energía en el flujo laminar es independiente de las condiciones de la superficie de latubería. Son las perdidas por fricción viscosa en el interior del fluido las que gobiernan la magnitud de la perdida de energía.
La ecuación de Hagen-Poiseuille es válida sólo para el flujo laminar (NR < 2000). Sin embargo, se dijo con anterioridad que también podía usarse la ecuación de Darcy para calcular la perdida por fricción para el flujo laminar. Si igualamos las dos ecuaciones para hL,...
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