Los mamiferos

 
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UNIDAD III
CONTENIDO FLUJOS EN TUBERÍAS: FLUJOS INTERNOS   FLUJO EN TUBERÍAS: FLUJOS INTERNOS        Son los flujos que quedan completamente limitados por superficies sólidas. Ej.: flujo interno en tuberías y en ductos.Considerando un flujo incompresible a través de un tubo de sección transversal circular, el flujo es uniforme ala entrada del tubo y su velocidad es igual a U0. En las paredes la velocidad vale cero debido al rozamiento y se desarrolla una capa límite sobre las paredes del tubo.  

Fig. 3.19  Flujo en la región de entrada de una tuberíaLa velocidad promedio en cualquier sección transversal viene expresada por              
FLUJO LANINAR Y FLUJO TURBULENTO EN TUBERÍAS
        La naturaleza del flujo através de un tubo está determinada por el valor que tome el número de Reynolds siendo este un número adimensional que depende de la densidad,  viscosidad y  velocidad del flujo y el diámetro del tubo. Se define como        
Si el Flujo es Laminar    Re<2300
Si el Flujo es Turbulento    Re>2300                         FLUJO LAMINAR COMPLETAMENTE DESARROLLADO EN UN TUBO
        Para un flujolaminar completamente desarrollado en un tubo la velocidad viene dada por         

Gasto volumétrico    
Sustituyendo 3.39 en 3.40    
Resolviendo            En un flujo completamente desarrollado el gradiente de presión es constante                                     

Sustituyendo        
Velocidad promedio           

sustituyendo 3.42 en 3.45            

Punto de velocidad máxima    Para determinar el punto donde la velocidad alcanza su valor máximo, se deriva la ecuación 3.39 con respecto a r y se iguala a cero         

luego sustituyendo r=0 en la ecuación 3.39          PERDIDAS EN TUBERÍAS
        Los cambios de presión que se tienen en un flujo incompresible a través de un tubo se deben a cambios en el nivel o bien a cambios en la velocidad debido a cambios enel área de la sección transversal y por otra parte al rozamiento.        En la ecuación de Bernoulli se tomó en cuenta únicamente los cambios de nivel y de velocidad del flujo. En los flujos reales se debe tener en cuenta el rozamiento. El efecto del rozamiento produce pérdidas de presión. Estas pérdidas se dividen en pérdidas mayores y en pérdidas menores
Pérdidas Mayores:   se deben alrozamiento en un flujo completamente desarrollado que pasa a través de segmentos del sistema con área de sección transversal constante.
Pérdidas Menores:    se deben a la presencia de válvulas, bifurcaciones, codos y a los efectos de rozamiento en aquellos segmentos del sistema cuya área de sección transversal no es constante.                                                                        PERFILES DE VELOCIDAD EN UN FLUJO A TRAVES DE UN TUBO

        Para un flujo laminar completamente desarrollado, el perfil de la velocidad es parabólico           
    

Dividiendo 3.50 entre 3.51    

Para flujo turbulento

BALANCE DE ENERGIA PARA EL FLUJO EN TUBOS
        Para obtener información de la naturaleza de las pérdidas de presión en flujos viscosos internos, se utiliza la ecuaciónde la energía.        Considere, flujo estable a través del sistema de tuberías, incluido un coco reductor, mostrado en la Figura 3.20.

Fig. 3.20  Volumen de control  para el análisis de energía del flujo que circula.  
Donde hLT corresponde a la pérdida de carga y representa la suma de las pérdidas mayores más las pérdidas menores.
PÉRDIDAS MAYORES: FACTOR DE ROZAMIENTO

        Para unflujo completamente desarrollado a través de un tubo recto de área constante, las pérdidas mayores de carga se pueden expresar como una pérdida de presión. Como V1=V2  y  z1 = z2 , se escribe la ecuación como:

  

        Las pérdidas de carga representan la energía mecánica que se transforma en energía térmica por efecto del rozamiento, dicha pérdida de carga para el caso de un flujo...