Transcript FLUJO DE FLUIDOS POR ING. FREDYS JIMENEZ MENDOZA Objetivos de aprendizaje ... el estudiante será capaz de: •Identificar los diferentes tipos de flujo •Analizar las ecuaciones.

FLUJO DE FLUIDOS
POR
ING. FREDYS JIMENEZ MENDOZA
Objetivos de
aprendizaje
... el estudiante será capaz de:
•Identificar los diferentes tipos de flujo
•Analizar las ecuaciones y modelos matemáticos que
describen el transporte de un fluido
•Diseñar y seleccionar sistemas de tuberías.
•Calcular el flujo, el diámetro del conducto y las pérdidas de
carga que se presenta a lo largo del sistema, aplicando las
ecuaciones pertinentes según sea el caso.
Objetivos de
aprendizaje
... el estudiante será capaz de:
•Identificar los diferentes tipos de flujo
•Analizar las ecuaciones y modelos matemáticos que
describen el transporte de un fluido
•Diseñar y seleccionar sistemas de tuberías.
•Calcular el flujo, el diámetro del conducto y las pérdidas de
carga que se presenta a lo largo del sistema, aplicando las
ecuaciones pertinentes según sea el caso.
FLUJO DE FLUIDOS
3
2
Q
P
hl
hf
1
Sistemas de línea de tubería en serie
2
3
Z3
1
Z2
Z2
PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DEL FUJO DE
FLUIDO
•
•
•
•
•
•
•
•
PRESIÓN
TEMPERATURA
DENSIDAD
PESO ESPECIFICO
VISCOSIDAD
PRESIÓN DE VAPOR Y SATURACIÓN
COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDAD
NATURALEZA DE OPERACIÓN DEL PROCESO
(presión constante, temperatura constante, adiabático,
isotérmicos)
• TIPO FLUJO Y VELOCIDAD DE FLUJO
PROPIEDADES DE FLUIDOS
Propiedad
Masa especifica
Viscosidad
Calor especifico
Presión de vapor
(20°)
Tensión Superficial
Designación Unidades Valores


Cp
Pb

kg/m3
g/ms
J/kg°K
bar
mN/m
Agua
Aire
1.000
1,0
4.200
0,023
72,8
1,2
0,02
1.008
-
CARACTERÍSTICAS DEL FLUJO
Qué es un flujo ?
Definición de flujo: es la cantidad de fluido
que se suele transportar en un tiempo
determinado y esta dado en las siguientes
magnitudes:
• Flujo volumen, Q = AV,
[ m3/s]
• Flujo en peso, W = g*Q,
[ N/s]
• Flujo masa, M = r*Q,
[ Kg/s ]
Características de los tipos de flujo
Flujo laminar,
• Las partículas del fluido se mueven en capaz de una misma trayectoria
• Siguen la ley de viscosidad de Newton
Flujo Turbulento,
• Se mueven en forma aleatoría y en todas las direcciones
• Este tipo de fluido es el mas usual de encontrar en el transporte de fluidos
• Se tienen mayores esfuerzos cortantes
• Mayores pérdidas de energía
• No siguen la ley de Newton
NUMERO DE REYNOLDS
vD
Re 

NRe = fuerzas de inercia al mov.
fuerzas de oposición al mov.
NRe >4000 flujo turbulento
NRe < 2000 flujo laminar
2000 < NRe < 4000 flujo transición
Otras referencias de flujo
Flujo Ideal:
• No tiene fricción
• Es incompresible
• No es viscoso no se debe confundir con el gas ideal
Flujo permanente: dp/dt, dT/dt, = 0
• Las condiciones de flujo no cambian con el tiempo
Flujo Uniforme: dv/ds= cte
• Cuando la velocidad es la misma en magnitud y dirección
Flujo unidimensional: dp/dx, dp/dy, dp/dz =cte
• No se dan cambio en una dirección del flujo, es decir no se dan cambio de
velocidad, presión
Flujo Bidimensional y tridimensional: dp/dxy, dT/dxz, dp/dyx
• Se dan cambio en dos o tres dimensiones, los métodos de análisis son
complejos
NUMERO DE REYNOLDS PARA
CONDUCTOS NO CIRCULARES
d
D
H
s
d
s
B
A

D
4
2
 d2

PM   D  d 
AS
PM  4S
2
A = B.H
PM = 2B + 2H
A  S 2   / 4d 2
PM  4S  d
El Radio hidráulico R es dado por:
R = A/PM = área de la sección transversal / perímetro mojado
con la relación : 4R=D
Entonces se obtiene Re =v4R/ = v4R/
RED DE TUBERIAS
Muchos sistemas de tuberías están constituidos por muchas
tuberías conectadas de forma compleja con muchos puntos
con caudales entrantes y salientes y realmente es un complejo
conjunto de tuberías en serie y paralelo.
Cuando tres o más
ramas se presentan en
un sistema de flujo de
tubería, se le llama red.
Sistemas de tuberías en serie
ecuaciones de continuidad y energía
Pb
Vb
Zb
 A AAVA   B ABVB
Pa
Va
Za
B
Zb
NR
A
VA2 PA
VB2 PB
dW
  Z Ag    ZB g 
 h f g  hm g
2 
2 
dm