caudales para flujo de gases

CAUDALES PARA EL FLUJO GASES
Preparado por:
Ing. Esteban L. Ibarrola
Cátedra de Mecánica de los Fluidos
FCEFyN- Universidad Nacional de Córdoba

1.
Caudal en volumen
Se define en general como caudalen volumen, “al volumen” que pasa a través de una
superficie en la unidad de tiempo y se expresa matemáticamente mediante la integral de
superficie siguiente:
 
Qv = ∫∫ V * dA
A

(1)

el asterisco *indica que debe efectuarse,
en primer lugar, el producto escalar entre la


velocidad V y el área elemental dA (que tiene un vector unitario asociado, perpendicular a
ella) en cada punto de lasuperficie por la que pasa el fluido, y luego proceder a su
integración (es decir realizar la sumatoria de esos productos).
La (1), teniendo en cuenta la definición del producto escalar de dos vectores,puede
expresarse como:
Qv = ∫∫ V .dA. cos α
A

(2)

siendo α el ángulo entre el vector velocidad y el vector unitario saliente asociado al área
A,. Si el vector unitario y la velocidad son colineales,(tienen la misma dirección), la (2) se
reduce a:
Qv = ∫∫ V .dA
A

(3)

Para evaluar la (3), es necesario conocer la velocidad en función del área, para
posteriormente proceder a su integración, enforma analítica si resulta posible, o como
sucede en la práctica en forma numérica. Si particularmente, la velocidad es constante

sobre toda la superficie, el caudal en volumen se puede evaluarmediante la conocida
fórmula:
Qv = V . A

2.

(4)

Caudal en masa

Si en lugar de considerar el volumen de gas que pasa a través de la superficie, se
considera “la masa”, el caudal resultante se denominacaudal en masa y se lo define
mediante la siguiente integral doble:
 
Qm = ∫∫ ρ V * dA
A

(5)

donde con ρ se representa la densidad del gas.
Procediendo de modo similar al cálculo del caudal envolumen, para determinar el caudal
en masa debe realizarse primero el producto de la densidad por la velocidad en cada uno
de los puntos de la superficie, expresar ese producto en función del área, y...