Ingeniero

INSTITUTO TECNOLOGICO DE VILLAHERMOSA



INGENIERIA QUIMICA

OPERACIONES UNITARIAS I

Autor:
ING. Nestor Daniel Cruz Ku.

Villahermosa Tab. 30 de octubre de 2008.
CONTENIDO

UNIDAD I. FLUJO DE FLUIDOS
1.1 Ecuación de energía mecánica 4
1.2 Líquidos 5
1.2.1 Tuberías y accesorios 6
1.2.1.1 Tipos7
1.2.1.2 Materiales de construcción 8
1.2.2 Perdidas por fricción 8
1.2.3 Diámetro optimo de tubería 15
1.2.4 Calculo de potencia de bomba 17
1.2.4.1 Leyes de afinidad 20
1.2.4.2 NPSH 22
1.2.5 Clasificación, selección yespecificación de bombas 26

1.3 Gases 31
1.3.1 Conceptos básicos 31
1.3.2 Determinación del espesor de pared en tuberías y accesorios 32
1.3.3 Calculo de potencia requerida de ventilador y compresores 34
1.3.4 Clasificación y selección de ventiladores y compresores 37

1.4 Medidores de flujo 40
1.4.1Clasificación de medidores de flujo 40
1.4.2 Características y ecuaciones de flujo 42
1.4.2.1 Tubo Venturi 57
1.4.2.2 Tubo de Pitot 59
1.4.2.3 Placa de orificio 60
1.4.2.4 Rotámetro 61

UNIDAD I. FLUJO DE FLUIDOS

1.1. ECUACION DE ENERGIA MECANICA

LA ECUACION DEENERGÍA MECÁNICA

En esta sección vamos a demostrar cómo se puede utilizar la ecuación de movimiento para obtener una descripción de las interconversiones de energía mecánica que tienen lugar en un fluido en movimiento. Se comienza por formar el producto escalar de la velocidad V o con la ecuación de movimiento correspondiente a la Ec. 3.2-10:

la Ec. 3.2-10 se reduce a:

Formando el grupoescalar V:

Esta ecuación escalar describe la velocidad de variación de la energía cinética por unidad de masa para un elemento de fluido que se mueve con la corriente. Para el tratamiento que se hace a continuación, resulta más conveniente escribir esta ecuación en función de, utilizando la ecuación de continuidad; separaremos también en dos términos cada una de las contribuciones viscosa yde presión. Los términos de la ecuación que resulta pueden interpretarse en, función de un elemento estacionario de volumen a través del que circula el fluido.

Esta ecuación es conocida como la ecuación de energía mecánica

1.2 LIQUIDOS

Un líquido puede definirse como el estado de la materia en el cual las moléculas de esta sustancia están débilmente enlazadas por fuerzasintermoleculares. La debilidad de estas moléculas permiten el movimiento de las partículas y por consiguiente los líquidos pueden cambiar de forma dentro del recipiente que lo contiene adoptando a su vez un volumen fijo.
Aun que la fuerza cohesiva de los líquidos es mayor que la de los gases incluso a presiones muy altas para mantener las moléculas en volumen definido.

CLASIFICACIÓN DE LOS LÍQUIDOS:

Loslíquidos debidos a sus fuerzas intermoleculares desde un punto de vista químico se pueden clasificar en viscosos y no viscosos

Líquidos viscosos: los líquidos exhiben una resistencia a fluir mucho mayor que los gases y por consiguiente tienen un coeficiente de viscosidad mayor. En los gases dichos coeficientes se incrementan con la temperatura, mientras que la mayoría de los líquidosdisminuyen.

La viscosidad es independiente de la presión en los gases se trabajan con presiones moderadas pero en los líquidos no sucede así si no que hay un aumento de la viscosidad con el aumento de la presión. El parámetro para la medición es menor de 2000 SUS (segundos internacionales).

Para determinar la viscosidad de los líquidos se determina mediante la ecuación de Poiseuille o Stokes....