Analisis de fluidos

Unidad III

19 DE NOVIEMBRE DE 2015Coral guzman parrilla

Ing. Mecatrónica

1. Fuentes de las pérdidas menores: Los componentes adicionales (válvulas, codos, conexiones en T, etc.) contribuyen a la pérdida global del sistema y se denominan pérdidas menores.

2. Coeficiente de resistencia: Las pérdidas de energía son proporcionales a la carga de velocidad del fluido, Conforme el fluido pasa por un codo, por una válvula o cualquier contracción de la sección del flujo. Todos reportados en un coeficiente de resistencia denominado K.

Donde:

hL= perdida menor

K= Coeficiente de resistenciaV= velocidad promedio del flujo

Debido a que k es una constante entre la carencia de energía y la carga de velocidad esta se considera adimensional. La capacidad o tamaño del coeficiente de resistencia viene dado por la forma o geometría del dispositivo que provoca las carencias, y en casos no muy usuales su velocidad.

3. Pérdidas de energía para el flujo a través de los tipos siguientes de pérdidas menores:

a. Dilatación súbita de la trayectoria del flujo: En el momento en que un fluido atraviesa un conducto pequeño a otro con más amplio, su velocidad se reduce forma repentina, provocando lo que se conoce como turbulencias las cuales en su momento provocan carencias o pérdidas de energía.

b. Pérdida de salida, cuando el fluido sale de una tubería y entra a un almacenamiento estático: Una pérdida de carga (la pérdida de salida) se produce cuando un fluido pasa desde una tubería hacia un depósito. En el proceso se disipa la energía cinética que el fluido tenía en la tubería, indicada por la carga de V 1

2/2g Por tanto, la energía perdida por esta condición es hL = 1.0 (V 12/2g).

El valor K=1.0 se empleó tomando en cuenta que la salida del tubo es ideal sin determinar el lugar donde el tubo conecta la pared del tanque.

c. Dilatación gradual de la trayectoria del flujo: La posibilidad de que el movimiento de un fluido en una tubería pequeña a otra más grande sea menos repentino que las que se logran por medio de lados afilados, la carencia de energía se ve afectada de forma negativa, es decir disminuye.

hL=K (V 22/2g)

Donde:

Vi = velocidad del flujo en tubería pequeño antes de expansión.

La Magnitud de K depende del diámetro D2/D1 como el ángulo del cono ∅ .En la tabla se observan varios valores de ∅ y D2/D1.

d. Contracción súbita de la trayectoria del flujo: Lo que pasa a lo interno de una reducción que provoca la pérdida de energía.

e. Contracción gradual de la trayectoria del flujo: A diferencia de la contracción súbita donde hay un cambio repentino del diámetro de la tubería, en la contracción gradual hay menos pérdida de energía.

f. Pérdida en la entrada, cuando el fluido ingresa a un tubo proveniente de un depósito estático: Esta pérdida de energía sucede cuando circula un fluido desde un tanque relativamente grande hacia una tubería. En este caso hay un cambio de velocidad drástico desde una velocidad del tanque de casi cero a la velocidad del flujo de la tubería.

4. Definir el término vena contracta: La vena contracta es el segmento del chorro en donde el área transversal es más estrecha. El tamaño y la localización de la vena contracta son dependientes de la geometría específica del orificio y de la viscosidad del flujo.

5. Definir la técnica de la longitud equivalente para calcular la pérdida de energía en válvulas, acoplamientos y codos de la tubería.

Un método no completamente exacto pero válido a efectos de estimar las pérdidas de carga localizadas consiste en expresarlas en forma de longitud equivalente (Le), es decir, valorar cuántos metros de tubería recta del mismo diámetro producen una pérdida de carga continua que equivale a la pérdida que se produce en el punto singular.

Por tanto, la longitud equivalente de una singularidad puede determinarse igualando las fórmulas para el cálculo de hs y hc:

La pérdida de carga total en una tubería de longitud L con i singularidades de longitud equivalente Lei cada una de ellas, será la que produce una tubería del mismo diámetro pero con una longitud total

LT = L + ∑ Lei