Aplicacio a ing mecanica mediante metodos numericos

RESUMEN

Los métodos de aproximaciones sucesivas son requeridos para la solución de problemas complejos en ingeniería. Este trabajo muestra el uso del método de Aproximación de Punto Fijo para ladeterminación del diámetro de sistemas de tuberías, en flujo turbulento, considerando no solamente las pérdidas primarias, sino también las menores. Se partió de la ecuación de Colebrook-White y seestableció un sistema de ecuaciones recurrentes. La solución de este sistema fue implementada a partir de un algoritmo genérico en MATLAB como una fórmula añadida por el usuario. Esto evita el uso deldiagrama de Moody, así como facilita las labores de diseño mediante el uso de un software de hoja de cálculo ampliamente utilizado. Dicho programa permite la realización de los cálculos en forma rápida,exacta y sencilla. Así mismo, se presenta como una alternativa innovadora de solución que construye sobre lo ya conocido en cursos de computación y métodos numéricos y que puede ser utilizada en losdiversos cursos de mecánica de fluidos, hidráulica, termodinámica, etc., que se imparten en las instituciones de educación superior.

INTRODUCCIÓN

En la práctica profesional, es frecuenteenfrentarse a problemas que involucren el realizar cálculos relacionados con dimensionamiento de parámetros de las tuberías de un sistema hidráulico. Así mismo, en algunos de estos problemas, el hecho deencontrar una solución implica el proporcionar soluciones iniciales y recurrir a cálculos repetitivos o métodos gráficos. Tal es el caso de determinar el diámetro de un sistema de tuberías. Dichoproblema se presenta cuando se conectan dos depósitos, se descarga el fluido a la atmósfera o a algún sistema presurizado, etc. En este tipo de problemas, donde la incógnita es el diámetro de la tubería, lasespecificaciones de diseño conocidas son: el gasto que circula por el sistema, la diferencia entre los niveles de las superficies libres de los líquidos en los depósitos, la presión de descarga,...