fluidos

Escuela Profesional de Ingeniería Química
OPERACIONES UNITRIAS I 2013

PROBLEMAS DE FLUJO DE FLUIDOS: BLOQUE I
M. Sc. Esperanza Medina de Miranda

Problemas FF I - 1:
Problema FF I – 1.1: Interpretaciones sobre la base conceptual de la Operación de Flujo de Fluidos
Para las siguientes afirmaciones dé la sustentación técnico–científica que las confirma, en no más de 2 líneas.
Ejemplo:Afirmación: El conocimiento de la realidad y la calidad de los objetivos en un proceso de diseño, son interdependientes.
Sustentación: Cuanto más se conoce la realidad, se tendrá más claridad sobre los problemas a resolver, se precisará mejor la demanda del cliente y entonces se podrá formular objetivos más certeros
Afirmación Nº1
Conocer a fondo el fluido brinda información clave a todo lolargo del proceso de diseño.
Sustentación
Sus propiedades determinan materiales y parámetros. Su régimen y reología son determinantes de cargas para la bomba.
Afirmación Nº2
Para calcular la potencia de la bomba en un CF, no siempre conviene elegir la bomba como sistema.
Sustentación
Porque la potencia se requiere para todo el circuito. Porque en el sistema bomba, no se conocen parámetros comolas presiones de entrada y salida.
Afirmación Nº3
No es conveniente diseñar ni operar un CF en estado no estacionario.
Sustentación
No se pueden usar las ecuaciones base con facilidad, por la presencia de derivadas con respecto al tiempo. La Ecuación de Energía Mecánica no se aplicaría y tampoco aquellas que asumen Estado Estacionario.
Afirmación Nº4
El diseño de CF para fluidos compresibleses más complicado
Sustentación
Porque la integración de VdP es difícil al involucrar Ecuaciones de Estado reales, puesto que el Volumen (V) sí depende de la Presión (P).
Afirmación Nº5
En un mismo universo, un modelo matemático válido para un sistema puede no ser válido para otro sistema.
Sustentación
Porque los modelos resultan de balances y estos son particulares para cada sistema.Además, en un mismo universo hay infinidad.
Afirmación Nº6
Para calcular la potencia de la bomba en un CF, conviene elegir como sistema todo el circuito.
Sustentación
Porque la bomba realiza trabajo sobre todo el circuito; además usualmente no se conocen todos los parámetros en el sistema bomba, tales como las presiones.
Afirmación Nº7
El Estado Estacionario es conveniente en el diseño de un CFSustentación
Porque en Estado Estacionario las derivadas con respecto al tiempo son iguales a “cero” y además se dispone de un buen número de modelos matemáticos. No hay acumulación.
Afirmación Nº8
Las ecuaciones de estado son muy necesarias para el diseño de CF para fluidos compresibles.
Sustentación
Permiten trabajar y resolver los modelos matemáticos. Informan sobre el estado del fluido yson referente de precisión.
Problema FF I – 1.2: Cuestionamientos sobre la base conceptual de la Operación de Flujo de Fluidos
Responda a las siguientes preguntas en 2 líneas:
Pregunta N° 1
¿Cuál es la diferencia entre Régimen y Reología de un fluido?

Régimen: explica la dinámica del fluido, el fenómeno de transferencia de momento.
Reología: explica la deformación del fluido en el proceso defluir.
Pregunta N° 2
¿Cuál es la diferencia entre trabajo mecánico y cabeza de bombeo?

Son la misma cosa, pero expresadas en distintas unidades
Pregunta N° 3
¿Por qué tiene que ser positiva al Cabeza de Succión Neta?

Para garantizar que se tenga suficiente margen de presión por encima de la presión de vapor del fluido, de modo que no ocurra vaporización y por tanto no se presentecavitación.

Problemas FF I - 2: Modelamiento Matemático Básico.
Para los siguientes casos presente el modelo matemático derivado del Balance de Energía Total (BET) y del Balance de Energía Mecánica (BEM) si corresponde.
Caso Nº1
El gas refrigerante de un refrigerador: se comprime (gana presión), se expande (produce frío), se vuelve a comprimir y expandir y así sucesivamente. Sistema: 1...