fluidos



FLUJO ADIABATICO CON ROZAMIENTO EN CONDUCTOS
Considérese un gas que circule a través de un tubo bien aislado pero real, es decir, con resistencia friccional. La fig. 1.1 muestra como varían lascondiciones a medida que el gas atraviesa el tubo.
 
Supóngase que p1 está fijada y p3 es ajustable. Cuando p3 es un poco más pequeña que p1 el flujo a través del tubo es lento y p2 = p3. Sidisminuimos p3 más y más entonces u2 aumenta hasta alcanzar la velocidad del sonido de dicho gas.

Si se disminuye todavía más p3 el gas abandona la conducción no puede ir más rápido y la velocidad semantiene sónica para p*, T*, u* y Ma2 = 1; y el caudal se mantiene invariable.
Para caracterizar cuantitativamente este flujo adiabático con la fricción, se utilizan los balances de energía mecánica yenergía total para una sección diferencial del tubo.

Combinando las expresiones 3.1 y 3.2 y escribiendo todo en términos del número de Mach y asumiendo que Ff es un valor constante a través de lalongitud de la pipa, obtenemos:

 toma nota de que el t, p, p y dependen sólo de los números de Mach, y que es 3.10 ecuación que relaciona el número de Mach con la pérdida de fricción en la longitudde la tubería.

FLUJO ISOTERMO EN UN TUBO CON FRICCION
Esto representa un largo gasoducto fig3.4. Examinar en primer lugar el flujo a través de un tubo fijo con las condiciones de entrada. p3 comose reduce el caudal aumenta hasta que se alcancen las condiciones de asfixia. Sin embargo, para el flujo isotérmico que muestra que la limitación de número de Mach de salida es de 1, en lugar de 1, quese encontró para flujo adiabático.


Aplicando el balance de energía mecánica a una sección diferencial del tubo se obtiene: 


Cerca de la isotérmica o condiciones de alta presión parasistemas en los que el gas no es ideal, sustituir por rt ZRT en la ecuación 3.15 donde z es la media para el factor de compresibilidad de gas en la tubería.
 
Para encontrar las condiciones de asfixia...