G Flujo_de_fluidos_en_fase_liquida

 

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL 
FRANCISCO DE MIRANDA 
PROGRAMA DE INGENIERIA QUIMICA 
APRENDIZAJE DIALÓGICO INTERACTIVO 
OPERACIONES UNITARIAS I 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

TEMA N° 1
FLUJO DE FLUIDOS EN FASE LIQUIDA
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

FACILITADOR: Prof. Ing. Mahuli A. González G. 

Prof. Ing. Mahuli González

Flujo en fase liquida

UNIDAD I
FLUJO DE FLUIDOS EN FASELIQUIDA
1.1 Introducción
El flujo y el comportamiento de los fluidos reviste gran importancia en muchas de las
operaciones unitarias de ingeniería de procesos. Un fluido puede definirse como una
sustancia que no resiste, de manera permanente, la deformación causada por una fuerza y,
por tanto, cambia de forma.
Los procesos industriales exigen necesariamente el flujo de fluidos a través de tuberías,conducciones y equipos, por lo que resulta necesario conocer los principios que gobiernan al
flujo de fluidos.
Si un fluido se ve poco afectado por los cambios de presión, se dice que es incompresible.
La mayoría de los líquidos son incompresibles. Los gases se consideran como fluidos
compresibles. Sin embargo, si los gases se sujetan a porcentajes pequeños de cambios de
presión y temperatura, suscambios de densidad serán poco considerables y se les puede
clasificar entonces como fluidos incompresibles. En esta Unidad, solo estudiaremos el flujo
de fluidos en fase liquida, en la Unidad II trataremos el flujo de fluidos en fase gaseosa.
De manera general, en esta unidad estudiaremos la Ecuación de Bernoulli y su corrección
debido a los efectos de superficie solidas, ecuación general paraevaluar las pérdidas de
carga por fricción en función del factor de fricción, Mediciones en el flujo de fluidos, Caída de
Presión Total en un sistema de tuberías (serie y paralelo).
Para abordar los tópicos mencionados anteriormente, es importante que conozcamos que el
comportamiento de un fluido depende mucho de que el fluido esté o no bajo la influencia de
superficies sólidas. En la región dondela influencia de la pared es pequeña el esfuerzo
cortante puede ser despreciable, y el comportamiento del fluido acercarse al de un fluido
ideal, es decir, no compresible y con viscosidad cero.
Un principio fundamental de la mecánica de fluidos, fue establecido inicialmente por Prandtl
en 1904, y establece que excepto para fluidos que circulan con bajas velocidades o poseen
viscosidades elevadas,el efecto de una superficie sólida sobre el flujo se limita a una capa
de fluido inmediatamente adyacente a la pared. Esta capa recibe el nombre de capa límite.
(Mc Cabe, 1998).

Prof. Ing. Mahuli González

Flujo en fase liquida

En la sección 1.2 estudiaremos la capa limite y la formación de la misma en un conducto
cerrado,

seguidamente

abordaremos

un

término

conocido

como

flujototalmente

desarrollado.

1.2 Capa limite
Una capa límite se define como una parte de un fluido en movimiento en la cual el flujo del
fluido está influenciado por la presencia de una superficie sólida. Como un ejemplo
específico de la formación de una capa límite, consideremos el flujo de un fluido paralelo a
una lámina delgada, tal como podemos observar en la Figura 1.

Figura 1. Capa límite para unflujo que pasa por una placa plana. Fuente: Mc Cabe,
1998
La velocidad del fluido aguas arriba del borde de ataque de la lámina es uniforme a través de
toda la corriente del fluido. En un instante, el fluido en movimiento entra en contacto con el
borde de la placa, la velocidad del fluido disminuye inmediatamente a cero. La velocidad
aumenta con la distancia desde la lamina, tal como mostramos en laFigura 1. Cada una de
las curvas corresponde a un valor definido de x, la distancia desde el borde de ataque de la
lámina.
La línea de trazos OL en la Figura 1 han sido trazadas de tal forma que las variaciones de
velocidad quedan incluidas entre la pared y dicha línea. La línea OL representa una
superficie imaginaria que separa el fluido que está directamente afectado por la lámina del

Prof....