2. INTRODUCCION
• TRANSPORTE DE FLUIDOS:
Esto se lleva a cabo por aplicación de balances de materia y energia y
haciendo uso de relaciones deducidas de modo empirico referentes a la friccion
de los fluidos.}
Aplicando la ley de conservacion de la masa a dos puntos de una canalizacion,
se llega a la cantidad de materia que pasa por ambos puntos en la unidad de
tiempo es la misma, si designamos por A el area de la seccion normal al flujo,
por p la densidad del fluido y por µ su velocidad podremos escribir para puntos
1 y 2:
A1 µ1p1 = A2µ2p2
4. INTRODUCCION
Donde el producto A * u = Q se denomina gasto o caudal.
La relacion u/V= G se denomina velocidad masica .
Y el cociente Q/V = W recibe el nombre de flujo de masa que puede escibrirse en la forma:
5. ECUACIONES GENERALES DE FLUJO
Si efectuamos un balance energetico entres los puntos 1 y 2 considerando la energia
transportada por el fluido y la transmitida entre el fluido y el entorno, llegamos a la expresion:
6. ECUACIONES GENERALES DE FLUJO
Donde :
q : Calor suministrado al fluido desde el entorno
W : Trabajo realizado por el fluido contra el entorno
Δ (PV) : Variación de energía de presión
Δ U: Variación de energía interna
Δ (mu/2g) : Variación de Energía cinética
Δ ( mgz/g) : Variación de Energía potencial
7. ECUACIONES GENERALES DE FLUJO
Entalpía: es una magnitud termodinámica, simbolizada
con la letra H mayúscula, cuya variación expresa una
medida de la cantidad de energía absorbida o cedida
por un sistema termodinámico, es decir, la cantidad de
energía que un sistema intercambia con su entorno.
8. ECUACIONES GENERALES DE FLUJO
Teniendo en cuenta la definicion de entalpia
( H= U + PV) , la ecuacion anterior se puede poner de la forma:
9. ECUACIONES GENERALES DE FLUJO
En las ecuciones de flujo tenemos una ecuacion que es usada comunmente que la conocida
Ecuacion De Bernouilli que esta expresada de la siguiente manera:
10. EJEMPLOS
Ejemplo 1 : En un cambiador de calor entra nitrogeno a 15°c a la velocidad media de 5
m/seg, saliendo del mismo a 30°C y a 20 m/seg. Si el lugar de salida se encuentra a
6 m por encima del de entrada y entre ambos puntos no existe bomba o turbina alguna ,
calculense:
• La cantidad de calor suministrado para elevar la temperatura.
11. EJEMPLOS
• La variacion de su energia cinetica
• La variacion de su energia potencial
• La cantidad total de calor suministrado
El calor especifico molar para el nitrogeno en este intervalo de temperaturas viene dado por
Cp= 6.50 + = 0.0010 T).
13. PERDIDAS POR FRICCIÓN
Para la aplicación de ciertas ecuaciones es necesaria la evaluacion del termino
correspondiente a la friccion. La aplicación del analisis dimensional al estudio de este termino
nos conduce a la expresion:
14. PERDIDAS POR FRICCIÓN
Donde:
ƒ: Factor o coeficiente de friccion
L: Longitud total de canalizacion
D: Diametro
µ: Velocidad lineal media
15. PERDIDAS POR FRICCIÓN
Indiquemos que el estudio de mecanismo de la circulacion de fluidos nos lleva a considerar
dos tipos de flujo: Laminar o Viscoso Cuando el flujo es paralelo a las paredes. Estas
magnitudes se agrupan en un modulo adimensional, denominado modulo o indice de
Reynolds definido por la expresion:
16. PERDIDAS POR FRICCIÓN
Que nos caracteriza el tipo de flujo, ya que existe un valor de Re denominado Reynolds
Critico y que corresponde aproximadamente a 2100, que marca la separación entre el flujo
laminar y el turbulento, de tal manera que cuando Re es menor que este valor, el régimen de
flujo es laminar.
17. PERDIDAS POR FRICCIÓN
La distribucion de velocidades a lo largo de un diametro es distinta según se trate de flujo
laminar o turbulento:
Regimen Laminar:
19. LONGITUD EQUIVALENTE
LA Ec 1-13 se refiere a la perdida por la friccion para una tuberia recta a lo largo de una
longitud L, considerando que lla tuberia no tiene tipo alguno de accesorios, tales como
llaves, codos, empalmes, etc.
20. FACTOR O COEFICIENTE DE FRICCION
Cuando se trata de regimen laminar se puede deducir facilmente que este factor viene
dado por la expresion :
21. FACTOR O COEFICIENTE DE FRICCION
Para el regimen turbulento este factor se determina en funcion del Re y de la rugosidad
relativa €/D; se define a la rugosidad como el cociente entre el espesor de las irregularidades
de la cara interna del tubo y el diametro interno del mismo.
22. FACTOR O COEFICIENTE DE FRICCION
La determinacion practica de este factor cuando se conocen las propiedades fisicas del
fluido( densidad y viscosidad), las caracteristicas de la tuberia ( diametro y longitud) y el
caudal del fluido se lleva a cabo del modo siguiente:
1. Se determina la velocidad a partir del diametro y el caudal
2. Se calcula el Re
3. Se determina €/D en la grafica 1-3
4. Se determina ƒ en la grafica 1-4
5. Se determina la longitud equivalente en la figura 1-2
6. Se calcula Hf haciendo uso de la Ec. 1-13
25. CALCULO DE DIAMETRO MINIMO
Un problema con el que nos encontramos frecuentemente es de la determinacion del
diametro minimo de tuberia a emplear, disponiendo de una carga determinada para el
desplazamiento de un caudal conocido.
En este caso la resolucion del problema se lleva a cabo del modo siguiente:
26. CALCULO DE DIAMETRO MINIMO
1. Se pone la velocidad en funcion del caudal y el diametro.
2. Se destruye el valor de la velocidad en la Ec 1-13, quedando como acuacion resultante.
27. CALCULO DE DIAMETRO MINIMO
3.- Se efectua el calculo por tanteo suponiendo un valor F1 determinando D1 por la Ec. 1-23
4.- Se determinan Re y €/D para el valor de D1
5.- Se determina el valor de f en funcion de Re y €/D con ayuda de la figura 1-4.
28. CONDUCCIONES EN PARALELO
Cuando dos o mas tuberias partiendo de un mismo punto A vuelven a reunirse en otro punto
B, se dice que el sistema constituye una conduccion en paralelo.
Aplicando la acuacion 1-11 a cada uno de los brazo de la conduccion, encontramos que la
perdida de carga por friccion es la misma para todos los brazos, de modo que:
29. CONDUCCIONES EN PARALELO
Por otra parte, ha de cumplirse que el caudal total que circula por el sistema ha de ser igual a
la suma de los caudales que circulan a traves de los diversos brazos:
Q = Q1 + Q2 +Q3 …………
Fin De resumen……… Continuara……….