Termodinamica

FLUJO EN TUBERÍAS

1. ¿Qué es un fluido? ¿Cuántos tipos existen?

Un fluido es una sustancia que suele deformarse continuamente cuando se somete a un esfuerzo cortante; es capaz de fluir debido a la fuerza de cohesión de las moléculas de dicha sustancia.
Así los fluidos pueden dividirse en líquidos y gases; lo que los diferencia es que los líquidos son prácticamente incompresibles y losgases sí son compresibles, y además los líquidos ocupan un volumen definido y tienen superficies libres, mientras que una masa de gas se expansiona hasta ocupar todas las partes del recipiente que lo contenga.
Los fluidos se clasifican en newtonianos y no newtonianos. En el caso de los fluidos newtonianos hay una relación lineal entre la magnitud del esfuerzo cortante aplicado y la rapidez dedeformación resultante. En el fluido no newtoniano hay una relación no lineal entre la magnitud del esfuerzo cortante aplicado y la rapidez de deformación angular

2. ¿Qué es un canal abierto y que es un canal cerrado?

Un canal abierto es un conducto en el que el líquido fluye con una superficie sometida a la presión atmosférica. El flujo se origina por la pendiente del canal y de la superficiedel líquido. La solución exacta de los problemas de flujo es difícil y depende de datos experimentales que deben cumplir una amplia gama de condiciones

Flujo en un canal cerrado. Caso de una tubería el fluido llena toda la sección del conducto. En este flujo pueden aparecer fuerzas gravitatorias así como fuerzas de presión una vez fijado un origen arbitrario de alturas se desconoce para undeterminado caudal circulando por el conducto la presión en cada punto de la tubería. Es frecuente hacer una representación de la altura piezométrica

3. ¿Qué es el número de Reynolds?

El número de Reynolds es un número adimensional que da una medida de la relación de fuerzas de inercia a las fuerzas viscosas.

Re = Número de Reynolds,
ρ= Densidad,
v = velocidad,
L = longitud característica,µ= Viscosidad.
4. ¿Para qué se utiliza el número de Reynolds?

Dicho número o combinación adimensional aparece en muchos casos relacionado con el hecho de que el flujo pueda considerarse laminar (número de Reynolds pequeño) o turbulento (número de Reynolds grande).

5. ¿Qué relación existe entre las pérdidas primarias y pérdidas secundarias con número de Reynolds?
* Pérdidas primarias:Se producen cuando el fluido se pone en contacto con la superficie de la tubería. Esto provoca que se rocen unas capas con otras (flujo laminado) o de partículas de fluidos entre sí (flujo turbulento). Estas pérdidas se realizan solo en tramos de tuberías horizontal y de diámetro constante.
* Pérdidas secundarias: Se producen en transiciones de la tubería (estrechamiento o expansión) y entoda clase de accesorios (válvulas, codos). En el cálculo de las pérdidas de carga en tuberías son importantes dos factores:
* Que la tubería sea lisa o rugosa.
* Que el fluido sea laminar o turbulento

6. ¿El número de Reynolds puede variar con la temperatura?

Directamente no depende de la temperatura, ya que esta solo hace variar a la viscosidad

Re = Número de Reynolds,
ρ=Densidad,
v = velocidad,
L = longitud característica,
µ= Viscosidad.

7. ¿Cuándo es de utilidad un flujo laminar y cuando un flujo turbulento?
Flujo laminar: Se caracteriza porque el movimiento de las partículas del fluido se produce siguiendo trayectorias bastante regulares, separadas y perfectamente definidas dando la impresión de que se tratara de láminas o capas más o menos paralelas entresí, las cuales se deslizan suavemente unas sobre otras, sin que exista mezcla macroscópica o intercambio transversal entre ellas.
La ley de Newton de la viscosidad es la que rige el flujo laminar:

Esta ley establece la relación existente entre el esfuerzo cortante y la rapidez de deformación angular. La acción de la viscosidad puede amortiguar cualquier tendencia turbulenta que pueda ocurrir...