Resumen de las paginas 3-23 del libro operaciones básicas de la ingeniería básica OCON/TOJO

1. TRANSPORTE DE FLUÍDOS
OPERACIONES BÁSICAS – OCON/TOJO
UNIVERSIDAD LOYOLA

2. CONTENIDO
 I. INTRODUCCIÓN
 II. ECUACIONES GENERALES DE FLUJOS
 III. PÉRDIDAS POR FRICCIÓN
 IV. CONDUCCIONES EN PARALELO

3. I. INTRODUCCIÓN
El estudio del transporte
de fluidos y la solución de
problemas referentes al
tema son resueltos a
través de:
La aplicación de
balances de materia y
energía.
El uso de relaciones
deducidas empíricamente
a lo que refiere con la
fricción de fluidos.

4. PRINCIPIO DE LA CONSERVACIÓN DE LA MASA
El principio de la conservación define que la masa
que circula por dos puntos de una canalización en la
unidad de tiempo es la misma.
A= Área de la sección normal al flujo
p= Densidad
u= Velocidad
En función del Volumen específico V:
A*u=Q Caudal
u/V=G velocidad másica
Q/V=W flujo de masa

5. II. ECUACIONES GENERALES DE FLUJO
Efectuando un balance energético entre los puntos 1 y 2,
considerando la energía transportada por el fluido y la
transmitida entre el fluido y el entorno, llegamos a la
expresión:

6. Teniendo en cuenta la definición de entalpía (H=U+PV), la
anterior ecuación toma la siguiente forma: E-1
Teniendo en cuenta todos los incrementos de energía
interna que se tiene lugar en el fluido:
E-2
Efectos caloríficos + efectos por compresión + efectos
superficiales + efectos químicos sobre A + Efectos químicos
sobre B + otros efectos.

7. Sustituyendo la ecuación E-2 en E-1:
El término de TdS es mayor que el calor absorbido del entorno por
el fluido, sumando lw (energía disipada de modo irreversible en el
fluido:
Prescindiendo de los efectos químicos, superficiales, etc. y la
anterior ecuación:

8. Referida a la unidad de masa:
Con respecto a la unidad de peso:
Para el caso particular de que W y Lw valgan cero, aplicando
la anterior ecuación a un fluido incomprensible:

9. III. PÉRDIDAS POR FRICCIÓN
Para la aplicación de las anteriores ecuaciones es necesario evaluar la
fricción, cuyo análisis dimensional nos conduce a:
f: factor o coeficiente de fricción
L: longitud total de canalización
D: Diámetro
u: Velocidad
Tipos de flujo:
LAMINAR O VISCOSO: Cuando el
flujo es paralelo a las paredes
en cualquier punto a considerar
TURBULENTO: Cuando el flujo tiene alguna perpendicular a las
paredes.

10. MÓDULO O ÍNDICE DE REYNOLDS:
Caracteriza el tipo de flujo, ya que existe un valor denominado de Re
denominado Reynolds crítico el cual es 2100.
FLUJO LAMINAR MENOR A 2100
FLUJO TURBULENTO MAYOR A 2100
Régimen laminar Régimen
turbulento

11. LONGITUD EQUIVALENTE:
Las perdidas por fricción tomadas
en cuenta en la ecuación de
pérdida por fricción no toma en
cuenta a la perdida ocasionado
por accesorios como codos
empalmes, entre otros, para ello
se hace uso de la siguiente tabla:

12. Factor o coeficiente de fricción:
Cuando se trata de régimen laminar se puede deducir fácilmente
que este factor viene dado por la expresión: Re = 67/Re
Para el régimen turbulento este valor se determina en función del Re
y de la rugosidad relativa E/D
A continuación: Dos gráficas las cuales sirven para hallar de método
gráfico ciertos valores importantes para la solución de problemas
referentes al tema.

15. IV. CONDUCCIONES EN
PARALELO
Cuando dos o más tuberías que se
originan de un punto A retornan a
reunirse en un mismo punto B
Aplicando la primera ecuación a todos los brazos
Se tiene que todas las pérdidas por fricción son
las mismas de modo que:
El caudal total que circula por el sistema ha de ser igual a la suma de los caudales
que circulan a través de los brazos:

16. Solución de problemas:
Cuando se conoce el caudal total y las características del
fluido y las de la tubería de los brazos, se efectúa la
solución del problema del siguiente modo:
1. Se supone un caudal en uno de los brazos.
2. Se calcula la pérdida de carga en ese brazo.
3. Se determina el caudal en cada uno de los brazos conocida la
pérdida de carga determinada en 2).
4. Se determina la suma de caudales de los brazos , que será igual
al caudal total, si la hipótesis 1) fue correcta.
5. De no cumplirse 4) se corrigen los caudales calculados para que
su suma sea igual al caudal total.
6. Se determinan las pérdidas de carga por fricción en cada uno de
los brazos con los caudales determinados en 5), debiendo resultar
la misma en cada uno de los brazos.
7. De no cumplirse 6) se recalculan los valores de caudales para el
valor medio de las pérdidas de carga por fricción calculadas en 6)
y su suma deberá ser igual al caudal total.