Introducción al balance de energía mecánica

1. CARLOS RIVERO
HIDRODINÁMICA
Parte 1 de 3.
Balance de Energía Mecánica

2. índice
 Introducción
 Definición de hidrodinámica
 Aplicaciones de la hidrodinámica
 Balance de energía mecánica
 Condiciones necesarias para aplicar un balance de energía
mecánica.
 Ecuación deTorricelli

3. Introducción
La siguiente unidad curricular trata sobre el movimiento de fluidos
o dinámica de fluidos, en este caso a través de tuberías.
El tema, que se abordará para el transporte de alimentos, es
importante debido a que permite establecer las condiciones que
debe presentar un sistema tuberías para transportar un alimento
de un punto a otro, ya sea para su ser sometido a un proceso de
transformación o acondicionamiento, para ser envasado o para ser
trasladado en camiones a otro lugar.
Es por ello que se tocarán temas como: balance de energía
mecánica, accesorio presentes: válvulas, codos, medidores de
flujo, entre otros y potencia de equipos de bombeo.

4. Hidrodinámica
 Estudia el comportamiento de los
líquidos en movimiento
 Estudia, entre otras cosas, la
presión, la velocidad, gasto del
líquido y flujo
 Investiga fundamentalmente los
fluidos incompresibles, es decir,
los fluidos, cuya densidad
prácticamente no cambia cuando
cambia la presión ejercida sobre
ellos

5. Consideraciones para un Análisis
Hidrodinámico
 Que el fluido es un líquido incompresible, es decir, que su
densidad no varía con el cambio de presión, a diferencia de lo que
ocurre con los gases
 Se considera despreciable la pérdida de energía por la viscosidad,
ya que se supone que un líquido es óptimo para fluir y esta pérdida
es mucho menor comparándola con la inercia de su movimiento
 Se supone que el flujo de los líquidos es en régimen estable o
estacionario, es decir, que la velocidad del líquido en un punto es
independiente del tiempo

6. Aplicaciones de la Hidrodinámica
Diseño de canales
Construcción de puertos y presas
Fabricación de barcos y turbinas
Análisis del comportamiento
de fluidos a través de tuberías

7. Balance de Energía Mecánica
Energía
cinética:
Energía
potencial
Energía por
efectos de
presión
Pérdidas de energía
por accesorios y
tubería
Energía aportada por
bombas y otros
equipos
Energías presentes en el fluido:
Representación de una sección de un
sistema de tubería por donde circula un
fluido

8. Balance de Energía Mecánica
Nivel de referencia: h =
0
1
2
Al aplicar el balance de energía
mecánica entre los puntos 1 y 2 y
tomando nivel de referencia (el nivel
donde h = 0), se obtiene lo que se
conoce:
Ecuación de Bernoulli
El balance de energía mecánica cumple
con la Ley de Conservación de la
Energía
ΔE = 0
E1 = E2

9. Otras formas de la Ecuación
de Bernoulli
En Función de la Densidad:
En Función del Peso Específico:
Nota: te invito a revisar el siguiente enlace en donde podrás ver
la deducción de la ecuación de Bernoulli
https://www.youtube.com/watch?v=aXiSkWBKnzs

10. Condiciones Necesarias para Aplicar
la Ecuación de Bernoulli?
 Elaborar un esquema de lo indicado en el enunciado del problema
 Identificar en el diagrama cada accesorio, nivel de los tanques de
almacenamiento, condiciones de presión y características de la
tubería
 Indicar los puntos 1 y 2 entre los cuales se aplicará el Balance de
Energía Mecánica (Ecuación de Bernoulli)
 Seleccionar el nivel de referencia (h = 0), desde donde se medirán
las alturas del sistema

11. Teorema de Torricelli
 Evangelista Torricelli, discípulo de
Galileo, demostró que el aire es un
fluido gaseoso que nos rodea, nos
envuelve y nos presiona.
 Su aporte fue muy importante ya
que muchos fenómenos que
ocurrían en la naturaleza -hasta
entonces extraños-eran derivados
simplemente de la presión
atmosférica.

12. Teorema de Torricelli
Es una aplicación del principio de
Bernoulli y estudia el flujo de un líquido
contenido en un recipiente, a través de un
pequeño orificio, bajo la acción de la
gravedad.
A partir del teorema de Torricelli se puede
calcular el caudal de salida de un líquido
por un orificio.
“La velocidad de un líquido a través de un orificio, en una envase
abierto, es la que tendría un cuerpo cualquiera, cayendo libremente en
el vacío desde el nivel del líquido hasta el centro de gravedad del
orificio”

13. https://www.youtube.com/watch?v=rdIbcmTk-_k
Nota: te invito a revisar el siguiente enlace en donde podrás ver
la deducción delTeorema deTorricelli