Antecedentes Practica Flujo

1.

Ante An tece cede dent ntes es

2.

Nume Nu merro de Rey eyno nold lds s

Reynolds (1874) estudió las características de flujo de los fluidos inyectando un trazador  dentro de un líquido que fluía por una tubería. A elocidades elocidades bajas del líquido! el trazador  trazador  se "uee lineal"ente en la dirección a#ial. $in e"bar%o a "ayores elocidades! las líneas del flujo del fluido se desor%anizan desor%anizan y el trazador se dispersa r&pida"ente r&pida"ente despu's despu's de su inyección en el líquido. l flujo lineal se deno"ina a"inar y el flujo err&tico obtenido a "ayores elocidades del líquido se deno"ina *urbulento studio del "oi"iento de un fluido. n el estudio de dic+o "oi"iento se inolucra las leyes del "oi"iento de la ,ísica! las propiedades del fluido y características del "edio a"biente o conducto por el cual fluyen. a ra"a de la +idr&ulica que se encar%a de estudiar dic+o "oi"iento le corresponde a la -idrodin&"ica. a clasificación de flujos puede realizarse de "uc+as "aneras! atendiendo al ca"bio de elocidad y dirección que sufren las partículas debido al espacio recorrido! al ca"bio de elocidad! dirección y posición de las partículas respecto al tie"po! a las ariaciones de las propiedades respecto al tie"po o a los procesos *er"odin&"icos que se puedan presenta presentarr en dic+os dic+os "oi"ien "oi"ientos. tos. Así! un flujo flujo puede puede ser la"inar la"inar!! turbulen turbulento! to! ideal! ideal! per"ane per"anente! nte! no per"ane per"anente nte!! unifor"e unifor"e!! no unifor"e unifor"e!! estable estable!! inestabl inestable! e! estacion estacionario ario!! reersible! irreersible! adiab&tico! etc.

3.

FLUJO LAMINAR:

s aque aquell en el que que el "oi"i "oi"ien ento to de las las partí partícu culas las tiene tiene sola" sola"en ente te el senti sentido do y la dirección del "oi"iento principal del fluido. $e puede presentar en un conducto cerrado trabajando a presión (tubería)! en un conducto abierto (canal) o en conducto definido por  el "edio "edio estud estudiad iado o (c+orr (c+orros os de líqui líquido do!! +ilos +ilos o ol/" ol/"en enes es defin definido idos s de %ase %ases! s! no "iscibles en el "edio circundante! etc.).

4.

FLUJO TURBULENTO:

s aquel en el que las partículas del fluido tienen desplaza"iento en sentidos diferentes al del "oi"iento principal del fluido. $e pueden presentar en el "is"o tipo de conductos referidos al r'%i"en la"inar. n este este tipo tipo de flujo flujo al "oe "oerse rse las partí partícul culas as con con "oi"i "oi"ien ento to err&ti err&tico co tiene tiene co"o co"o consecuencia el que se presenten colisiones entre ellas! y esto %enera ca"bios en la

cantidad de "oi"iento (al ser los c+oques inel&sticos)! que se "anifiestan co"o una p'rdida de ener%ía.

a clasificación de flujos en la"inar o turbulento se deter"ina por el n/"ero de Reynolds. 0ara calcular las p'rdidas de ener%ía! que en el flujo la"inar son ocasionadas por la fricción! se utiliza la ecuación

τ = μ

 dv dy

(ey de e2ton de la iscosidad)

y en 'l flujo turbulento que son ocasionadas por los ca"bios en la cantidad de "oi"iento! se utiliza la ecuación 2

L v h =f   D 2 g 3onde , coeficiente de fricción  on%itud del tubo 5 5elocidad "edia 3  3i&"etro %  Aceleración de la %raedad

5.

INTRODUCCION A LA RESOLUCION DE BALANCES

os balances de cantidad de "oi"iento! ener%ía y "asa pueden for"ularse aplicando las leyes de conseración que ri%en el co"porta"iento de un siste"a. stos balances se pueden enunciar para un deter"inado período de tie"po (eolución discontinua o cíclica)! o "&s co"/n"ente introduciendo el concepto de elocidad de eolución! con las cantidades relacionadas con la unidad de tie"po. $u for"ulación %eneral es la si%uiente6

l objetio es obtener una descripción precisa y coneniente usando e#presiones "ate"&ticas tan ri%urosas co"o sea posible! con un "íni"o de par&"etros desconocidos. stas e#presiones obtenidas pueden ser ecuaciones diferenciales ordinarias! en deriadas parciales! diferenciales finitas! al%ebraicas! etc'tera.

6.

FORMULACION

a secuencia +abitual para el plantea"iento y resolución de un balance es la si%uiente6 1. 3esarrollar un "odelo %eo"'trico y ele%ir un siste"a de coordenadas. . 9dentificar las ntradas y $alidas. :. 9dentificar la ;eneración (si es positio se crea y si es ne%atio se consu"e). 4. 5erificar el stado de R'%i"en (las eoluciones en estado estacionario tienen acu"ulación nula). . stablecer la =ondición 9nicial o estado de las ariables en el "o"ento inicial (eoluciones transitorias o no estacionarias). 7. 3efinir los 0ar&"etros y los Requisitos. =ondiciones o restricciones a cu"plir por el siste"a! co"o por eje"plo! la te"peratura! presión! constancia de propiedades! tipo de flujo! etc'tera.

7.

EJECUCION

1. *o"ar una enoltura finita lo "&s sencilla posible acorde con el siste"a coordenado ele%ido. . 0lantear el balance. :. ?btener la e#presión si"bólica representatia. 4. Resoler la ecuación para lo%rar conocer la distribución de las ariables o @perfiles.