Este documento describe los flujos turbulentos, los cuales son los más comunes en ingeniería. En estos flujos, las partículas se mueven de manera errática y caótica, transfiriendo cantidad de movimiento entre sí. La turbulencia causa mayores esfuerzos cortantes y pérdidas de energía en comparación con flujos laminares. Factores como alta rugosidad, turbulencia en el flujo de entrada, gradientes de presión adversos y calentamiento de superficies pueden hacer que un flujo se torne turbulento. El número de Reynolds, que
El estudio del flujo en sistemas de tuberías es una de las aplicaciones más comunes de la mecánica de fluidos, esto ya
que en la mayoría de las actividades humanas se ha hecho común el uso de sistemas de tuberías. Por ejemplo la
distribución de agua y de gas en las viviendas, el flujo de refrigerante en neveras y sistemas de refrigeración, el flujo de
aire por ductos de refrigeración, flujo de gasolina, aceite, y refrigerante en automóviles, flujo de aceite en los sistemas
hidráulicos de maquinarias, el flujo de de gas y petróleo en la industria petrolera, flujo de aire comprimido y otros
fluidos que la mayoría de las industrias requieren para su funcionamiento, ya sean líquidos o gases.
Informes de laboratorio resuelto
-Perdidas de energía en tuberías y accesorios.
-Calibración de un codo de 〖90〗^° (medición de un caudal)
-resalto hidráulico y descarga a través de vertederos
FUERZA EJERCIDA POR UN LIQUIDO SOBRE UN AREA PLANAJoSé G. Mtz Cruz
Cualquier pared plana que tenga un liquido (muros, compuertas, depósitos, etc.) soporta, en cada uno de sus puntos, una presión que ha sido definida como la altura de la superficie libre del liquido al punto considerado, siempre que se trate de recipientes abiertos, que es el caso mas frecuente en aplicaciones hidrostáticas. Por tanto, todas las fuerzas de presión paralelas, cuya magnitud y dirección se conocen, tendrán una resultante P, que representa el empuje del liquido sobre una superficie plana determinada, cuyo valor y punto de aplicación vamos a determinar
El estudio del flujo en sistemas de tuberías es una de las aplicaciones más comunes de la mecánica de fluidos, esto ya
que en la mayoría de las actividades humanas se ha hecho común el uso de sistemas de tuberías. Por ejemplo la
distribución de agua y de gas en las viviendas, el flujo de refrigerante en neveras y sistemas de refrigeración, el flujo de
aire por ductos de refrigeración, flujo de gasolina, aceite, y refrigerante en automóviles, flujo de aceite en los sistemas
hidráulicos de maquinarias, el flujo de de gas y petróleo en la industria petrolera, flujo de aire comprimido y otros
fluidos que la mayoría de las industrias requieren para su funcionamiento, ya sean líquidos o gases.
Informes de laboratorio resuelto
-Perdidas de energía en tuberías y accesorios.
-Calibración de un codo de 〖90〗^° (medición de un caudal)
-resalto hidráulico y descarga a través de vertederos
FUERZA EJERCIDA POR UN LIQUIDO SOBRE UN AREA PLANAJoSé G. Mtz Cruz
Cualquier pared plana que tenga un liquido (muros, compuertas, depósitos, etc.) soporta, en cada uno de sus puntos, una presión que ha sido definida como la altura de la superficie libre del liquido al punto considerado, siempre que se trate de recipientes abiertos, que es el caso mas frecuente en aplicaciones hidrostáticas. Por tanto, todas las fuerzas de presión paralelas, cuya magnitud y dirección se conocen, tendrán una resultante P, que representa el empuje del liquido sobre una superficie plana determinada, cuyo valor y punto de aplicación vamos a determinar
Laboratorio N°1. Cátedra de Mecánica de Fluidos,
Determinación de tipos de flujo según Reynolds.
Eduardo Silva Escalante
Universidad Tecnológica metropolitana
En la figura a continuación, un eje lubricado de 40mm de diámetro rota dentro de una camisa de acero concéntrica de 40.2mm de diámetro y 60mm de longitud; el claro entre la camisa y el eje es de tal manera que se puede suponer un perfil de velocidades lineal para el lubricante (μ=0,2 (N∙s)⁄m^2 ).
¿Qué potencia (en hp) debe tener el sistema para que el eje pueda rotar bajo éstas condiciones?
Se define el flujo gradualmente variado (FGV) y se plantea la ecuación general que lo gobierna.
Se presenta los doce posibles perfiles de FGV. Se hace luego referencia a los cambios de pendiente más frecuentes y los perfiles de flujo que se desarrollan.
Se pasa luego a presentar los más usuales métodos de cálculo de perfiles, prestando mayor atención a los siguientes métodos: integración gráfica o numérica; directo tramo a tramo y estándar tramo a tramo.
Práctica realizada en Instituto Tecnológico de Mexicali para la materia de Laboratorio Integral I donde se buscó relacionar los parámetros del cálculo del número de Reynolds y observar sus cambios al modificar sus valores.
Apuntes de ecuaciones exponenciales cuyos conceptos son una guía en la resolución de este tipo de ecuaciones vistas en los cursos de álgebra lineal y/o superior
Laboratorio N°1. Cátedra de Mecánica de Fluidos,
Determinación de tipos de flujo según Reynolds.
Eduardo Silva Escalante
Universidad Tecnológica metropolitana
En la figura a continuación, un eje lubricado de 40mm de diámetro rota dentro de una camisa de acero concéntrica de 40.2mm de diámetro y 60mm de longitud; el claro entre la camisa y el eje es de tal manera que se puede suponer un perfil de velocidades lineal para el lubricante (μ=0,2 (N∙s)⁄m^2 ).
¿Qué potencia (en hp) debe tener el sistema para que el eje pueda rotar bajo éstas condiciones?
Se define el flujo gradualmente variado (FGV) y se plantea la ecuación general que lo gobierna.
Se presenta los doce posibles perfiles de FGV. Se hace luego referencia a los cambios de pendiente más frecuentes y los perfiles de flujo que se desarrollan.
Se pasa luego a presentar los más usuales métodos de cálculo de perfiles, prestando mayor atención a los siguientes métodos: integración gráfica o numérica; directo tramo a tramo y estándar tramo a tramo.
Práctica realizada en Instituto Tecnológico de Mexicali para la materia de Laboratorio Integral I donde se buscó relacionar los parámetros del cálculo del número de Reynolds y observar sus cambios al modificar sus valores.
Apuntes de ecuaciones exponenciales cuyos conceptos son una guía en la resolución de este tipo de ecuaciones vistas en los cursos de álgebra lineal y/o superior
Reynolds experimentó las características de flujo en los fluidos introduciendo un trazador en un líquido que fluía por una tubería. A velocidades bajas del líquido, el trazador se mueve linealmente en orientación axial Las características que estipulan el flujo laminar acatan las propiedades del líquido y de las dimensiones del flujo. Acorde desarrolla el flujo másico y crecen las fuerzas del momento, las cuales son compensadas por la por la fricción o fuerzas viscosas dentro del líquido que fluye.
Cuando las fuerzas enfrentadas consiguen un cierto equilibrio se provocan permutas en las características del flujo; En base a los ensayos efectuados por Reynolds en 1874 se afinó que las fuerzas del momento son función de la densidad, del diámetro de la tubería y de la velocidad media. La capa límite es un proyecto humano, una manera de proporcionar las cosas para que sus limitadas capacidades matemáticas no se vean excedidas por las enredadas ecuaciones que rigen el movimiento de un fluido.
La capa límite es aquella en la que la velocidad del fluido respecto al sólido en movimiento varía desde cero hasta el 99% de la ligereza de la corriente no flujo laminar y flujo turbulento a valores bajos de flujo másico, cuando el flujo del líquido dentro de la tubería es laminar, se manipula la ecuación manifestada en clase para deducir el perfil de velocidad “Ecuación de velocidad en función del radio”. Cuando el flujo másico en una tubería aumenta hasta valores del número de Reynolds líderes como 2100 el flujo dentro de la tubería se vuelve errático y se origina la composición perpendicular del líquido. La intensidad de dicha mezcla crece acorde al número de Reynolds.
En una placa plana, se ha visto que el grosor de la capa límite crece con la distancia a partir del borde de ataque, lo que se explica por la deceleración que sufre el fluido a causa del esfuerzo cortante o la viscosidad. Esta consecuencia se ocasiona cuando el gradiente de presiones se mantiene nulo a lo largo de la placa plana.
Repaso de conceptos de reacción química, balanceo de ecuaciones(ejercicios planteados) y fundamentos de estequiometría.
Probado en clase por un servidor
Se habla en este texto de la cinética de crecimiento para un cultivo puro y del coeficiente de transferencia de oxígeno Kla en un biorreactor y los pasos para la transferencia de masa del seno del gas hasta la célula
Son algunos ejercicios de mecanismos de reacción para moleculas orgánicas aplicando los principios de aromaticidad, química de éteres, de alcoholes y de sustituciones SNA y SN2
segunda parte del reaccionario de quimica organica: se incluye bencino, halogenuros de arilo(adicion-eliminacion y eliminacion-adicion), eteres, acetales, acetales ciclicos, reactivo de witting y preparacion de hiluros de fosforo, condensacion carbonilica y reacciones en cabono alfa cabonilico siguiendo el temario de Quimica organica 2 de la UAEMéx(para IQ, QFB, QA, y tambien Q), esto apllica para el primer reaccionario que publiqué
ROMPECABEZAS DE ECUACIONES DE PRIMER GRADO OLIMPIADA DE PARÍS 2024. Por JAVIE...JAVIER SOLIS NOYOLA
El Mtro. JAVIER SOLIS NOYOLA crea y desarrolla el “ROMPECABEZAS DE ECUACIONES DE 1ER. GRADO OLIMPIADA DE PARÍS 2024”. Esta actividad de aprendizaje propone retos de cálculo algebraico mediante ecuaciones de 1er. grado, y viso-espacialidad, lo cual dará la oportunidad de formar un rompecabezas. La intención didáctica de esta actividad de aprendizaje es, promover los pensamientos lógicos (convergente) y creativo (divergente o lateral), mediante modelos mentales de: atención, memoria, imaginación, percepción (Geométrica y conceptual), perspicacia, inferencia, viso-espacialidad. Esta actividad de aprendizaje es de enfoques lúdico y transversal, ya que integra diversas áreas del conocimiento, entre ellas: matemático, artístico, lenguaje, historia, y las neurociencias.
1. FLUIDOS TURBULENTOS
Este tipo de flujo es el que más se presenta en la práctica de ingeniería. En este
tipo de flujo las partículas del fluido se mueven en trayectorias erráticas, es decir,
en trayectorias muy irregulares sin seguir un orden establecido, ocasionando la
transferencia de cantidad de movimiento de una porción de fluido a otra, de modo
similar a la transferencia de cantidad de movimiento molecular pero a una escala
mayor.
En este tipo de flujo, las partículas del fluido pueden tener tamaños que van desde
muy pequeñas, del orden de unos cuantos millares de moléculas, hasta las muy
grandes, del orden de millares de pies cúbicos en un gran remolino dentro de un
río o en una ráfaga de viento. Cuando se compara un flujo turbulento con uno que
no lo es, en igualdad de condiciones, se puede encontrar que en la turbulencia se
desarrollan mayores esfuerzos cortantes en los fluidos, al igual que las pérdidas
de energía mecánica, que a su vez varían con la primera potencia de la velocidad.
La ecuación para el flujo turbulento se puede escribir de una forma análoga a la
ley de Newton de la viscosidad:
Dónde:
: viscosidad aparente, es factor que depende del movimiento del fluido y de su
densidad.
En situaciones reales, tanto la viscosidad como la turbulencia contribuyen al
esfuerzo cortante:
En donde se necesita recurrir a la experimentación para determinar este tipo de
escurrimiento.
Factores que hacen que un flujo se torne turbulento:
La alta rugosidad superficial de la superficie de contacto con el flujo, sobre
todo cerca del borde de ataque y a altas velocidades, irrumpe en la zona
laminar de flujo y lo vuelve turbulento.
2. Alta turbulencia en el flujo de entrada. En particular para pruebas en túneles
de viento, hace que los resultados nunca sean iguales entre dos túneles
diferentes.
Gradientes de presión adversos como los que se generan en cuerpos
gruesos, penetran por atrás el flujo y a medida que se desplazan hacia
delante lo "arrancan".
Calentamiento de la superficie por el fluido, asociado y derivado del
concepto de entropía, si la superficie de contacto está muy caliente,
transmitirá esa energía al fluido y si esta transferencia es lo suficientemente
grande se pasará a flujo turbulento.
Figura 1: campo de velocidades de un fluido
Ejemplos y aplicaciones
En hidráulica se ven más en las corrientes de agua a través de un canal en una
presa, y en el desvió de dicha agua hacia una presa.
Otro ejemplo que vemos todos los días son las corrientes atmosféricas del
planeta, que pertenecen a esta categoría.
Definición de flujo turbulento mediante el número de Reynolds
El régimen de flujo depende de tres parámetros físicos que describen las
condiciones del flujo. El primer parámetro es una escala de longitud del campo de
flujo, como el espesor de una capa límite o el diámetro de una tubería. Si dicha
escala de longitud es lo bastantemente grande, una perturbación del flujo podría
3. aumentar y el flujo podría volverse turbulento. El segundo parámetro es una
escala de velocidad tal como un promedio espacial de la velocidad; si la velocidad
es lo bastante grande el flujo podría ser turbulento. El tercer parámetro es la
viscosidad cinemática; si la viscosidad es lo bastante pequeña, el flujo puede ser
turbulento.
Estos tres parámetros se combinan en un solo parámetro conocido como el
número de Reynolds (R), con el cual se puede predecir el régimen de flujo, si R >
4000 el flujo será turbulento.