introduccion a el transporte de fluidos

2.  La resolución de problemas en ing. Química
dentro del transporte de fluidos se lleva a cabo
por aplicación de balances de materia y
energía, también haciendo uso de las
relaciones referentes a la fricción de fluidos.
 Se supondrá que en las magnitudes que
definen la corriente del fluido permanecen
constantes con relación al tiempo en cada
punto del sistema.

3.  Aplicando el principio de conservación de la
masa de dos puntos de una canalización, se
llega a que la cantidad de materia que pasa
por ambos puntos en la unidad del tiempo es
la misma:
𝐴1 𝑣1 𝜌1 = 𝐴2 𝑣2 𝜌2
 En función del volumen especifico se tiene:
𝐴1 𝑣1
𝑉1
=
𝐴2𝑣2
𝑉2

4.  El producto A*v=Q o caudal
 La relación u/V=G o velocidad másica
 De el cociente Q/V=W o flujo de masa
W=𝐴1 𝐺1 = 𝐴2 𝐺2
 Ecuación de Bernoulli:
𝑃
𝑔𝑝
+
𝑣2
2𝑔
+ 𝑍 =
𝑃
𝑔𝑝
+
𝑣2
2𝑔
+ 𝑍

5.  Para la aplicación de las ecuaciones es
necesaria la evaluación de la fricción
ℎ 𝑓= fL
𝐿
𝐷
𝑣2
2𝑔
f: factor o coeficiente de fricción
L: longitud total de la canalización
D: diámetro
v: velocidad lineal media
 El estudio del mecanismo de la circulación de
fluidos nos lleva a considerar dos tipo de flujo:

6.  Laminar: cuando el flujo es paralelo a las
paredes
 Turbulento: cuando el flujo tiene alguna
componente perpendicular a la pared
 Todas estas magnitudes se agrupan en un
modulo adimensional, modulo de Reynolds:
Re=
𝑣 𝐷𝜌
𝑣

7.  el numero de Reynolds nos indica el tipo de
flujo, que si es mayor de 2100 es turbulento, si
es menor es laminar.
 Para el flujo laminar:
𝑣
𝑣 𝑚𝑎𝑥
= 0,5
 Para el flujo turbulento:
𝑣
𝑣 𝑚𝑎𝑥
= 0,81

8.  Longitud equivalente: hace referencia a la perdida por
fricción de una tubería recta, considerando que no
contiene otros accesorios.
 Coeficiente de fricción: cuando se trata de régimen
laminar se puede calcular con:
F=
64
𝑅𝑒
 Para el régimen turbulento se determina en función a
Re y de la rugosidad relativa. Conociendo ya estos se
puede calcular el coeficiente de fricción con ayuda
de una tabla o mediante de algunas ecuaciones:
4f=0.0057+0.500 (Re) – 0.32
1
𝑓
= 2.0 log (Re 𝑓) -0.80
F=0.0140+1.056 Re -0.16
F=0.16(Re) -0.46

9.  La determinación practica cuando ya se
conocen todos los datos se lleva a cabo del
siguiente modo:
a) Se determina la velocidad a partir del
diametro y caudal.
b) Se calcula Re
c) Se determina la rugosidad relativa
d) Se determina f
e) Se determina la longitud equivalente
 Se calcula hf haciendo uso de la ecuación

10.  Calculo del diámetro mínimo: se lleva al cabo del
siguiente modo.
a) Se pone la velocidad en función del caudal y el
diámetro : V=4
𝑄
𝜋𝐷2
b) Se sustituye el valor de la velocidad en la
ecuación de perdida de fricción se tiene:
𝐷5
𝐹
=
8𝑄2 𝐿
𝐻 𝐹𝜋2 8
c) Se hace el calculo por tanteo el valor f
determinando el diámetro interno
d) Se determina Re y
𝑒
𝐷1
para el valor D
e) Se determina f en función de Re y
𝑒
𝐷1

11.  Conducciones en paralelo: cuando una
tubería parte de un mismo punto y se
reúnen en otro, el sistema es una
conducción en paralelo
 Encontrando la perdida de carga por
fricción es la misma para todos los
brazos de modo que:
𝑃 𝐴− 𝑃 𝐵
𝑦
+ 𝑍 𝐴 − 𝑍 𝐵 = ℎ 𝑓1 = ℎ 𝑓2 = ℎ 𝑓3