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Dentro del complemento de la investigación seretoman una serie de formulaciones matemáticas así como material obtenido a través de la bibliografía consultada que forma parte del anexo a presentar.
El Objetivo central es tener un amplio conocimiento del comportamiento de un fluido cuando éste se mueve a través de algún sistema.
También involucra formar una base teórica que nos permita entender todas aquellas aplicaciones que puedaconllevar un estudio sobre fluidos.
OBJETIVOS
Poder conocer e identificar los tipos de flujos, sus características y propiedades para análisis y aplicaciones dentro de nuestro campo.
Determinar el comportamiento de un fluido líquido o gaseoso dentro de un sistema cerrado y las diversas herramientas o métodos para el calculo del gasto interno o flujo.
Analizar las diferencias que se danentre los fluidos que se mueven en conductos cerrados y en conductos abiertos.
Conocer los distintos métodos que existen para adicion.
y obtener Energía en los flujos, su aprovechamiento y beneficio.
I. TIPOS Y CARACTERISTICAS DE LOS FLUJOS
TIPOS Y CARACTERISTICAS DE LOS FLUJOS
El flujo puede clasificarse de muchas formas:
1.1 FLUJO LAMINAR
Las partículas fluidas se mueven a lolargo de trayectorias suaves en láminas, o capas, con una capa deslizándose suavemente sobre otra adyacente. El flujo laminar no es estable en situaciones que involucran combinaciones de baja viscosidad, alta velocidad o grandes caudales, y se rompe en flujo turbulento.
Para este tipo de flujo es la viscosidad del fluido la que se opone al movimiento al generar esfuerzos cortantes viscosossegún la ley de Newton
Mecánica: Fluidos en movimiento
, Mecánica: Fluidos en movimiento
Para una longitud L y una distancia r implica que:
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FIGURA 4.2 Distribución de velocidades en flujo laminar.
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El área sobre lacual actúan las presiones es p r2, por lo tanto:
Mecánica: Fluidos en movimiento
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Ecuación con la cual se obtiene la velocidad del fluido en cualquier distancia r medida desde el eje y su variación es parabólica, por lo cual la velocidad máxima estará donde esta cambie de pendiente, o sea:dV/dr = 0 Þ V = Vmáx
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El caudal circulante para el área considerada será dQ = V dA
Mecánica: Fluidos en movimiento
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de donde
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Ecuación de Hagen-Poiseuille
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Esta expresión dada en términos de la ecuación deDarcy-Weisbach es:
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La velocidad media (Mecánica: Fluidos en movimiento
) de la conducción Mecánica: Fluidos en movimiento
= Q/A será:
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Y la relación de velocidades Mecánica: Fluidos en movimiento
1.1.1 DIAGRAMA DE VELOCIDADES Y ESFUERZOS DE FLUJO LAMINAR
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FIGURA 4.3 Distribución de esfuerzosy velocidades en flujo laminar.
Para flujo laminar en tuberías se concluye:
No hay velocidad adyacente al límite sólido.
El esfuerzo de corte se da por la ecuación de Newton sobre viscosidad.
El factor de fricción es inversamente proporcional a la primera potencia del número de Reynolds.
La relación entre velocidades máxima y media es dos.
1.2 FLUJO TURBULENTO
Las...
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