1 DATOS ADICIONALES PARA EL CALCULO DE CLASIFICACION DE ZONAS PARA GASES Y VAPORES DE ESTACION DE SERVICIO MIXTA

1.1 TEOREMA DE TORRICELIEl teorema de Torricelli o principio 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 en una vasija abierta, por un orificio, es la que tendría un cuerpo

cualquiera, cayendo libremente en el vacío desde el nivel del líquido hasta el

centro de gravedad del orificio"

Dónde:

 Es la velocidad teórica del líquido a la salida del orificio Es la velocidad de aproximación o inicial.

 Es la distancia desde la superficie del líquido al centro del orificio. Es la aceleración de la gravedad

Para velocidades de aproximación bajas, la mayoría de los casos, la expresión anterior se transforma en:

Dónde:

 es la velocidad real media del líquido a la salida del orificio es el coeficiente de velocidad. Para cálculos preliminares en aberturas de pared

delgada puede admitirse 0,95 en el caso más desfavorable, tomando   =1

Experimentalmente se ha comprobado que la velocidad media de un chorro de un

orificio de pared delgada, es un poco menor que la ideal, debido a

1

la viscosidad del fluido y otros factores tales como la tensión superficial, de ahí el

significado de este coeficiente de velocidad.

1.1.1 Caudal descargado

El caudal o volumen del fluido que pasa por el orificio en un tiempo,  , puede

calcularse como el producto de  , el área real de la sección contraída, por  , la

velocidad real media del fluido que pasa por esa sección, y por consiguiente se

puede escribir la siguiente ecuación:

En donde

 

Representa la descarga ideal que habría ocurrido si no estuvieran

presentes la fricción y la contracción.

 es el coeficiente de contracción de la vena fluida a la salida del orificio.

Su significado radica en el cambio brusco de sentido que deben realizar las

partículas de la pared interior próximas al orificio. Es la relación entre el

área contraída   y la del orificio  . Suele estar en torno a 0,65.

 es el coeficiente por el cual el valor ideal de descarga es multiplicado

para obtener el valor real, y se conoce como coeficiente de descarga.

Numéricamente es igual al producto de los otros dos

coeficientes. 

El coeficiente de descarga variará con la carga y el diámetro del orificio. Sus

valores para el agua han sido determinados y tabulados por numerosos

experimentadores. De forma orientativa se pueden tomar valores sobre 0,6. Así se

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puede apreciar la importancia del uso de estos coeficientes para obtener unos

resultados de caudal aceptables.

1.2 PRESIONES ATMOSFERICAS EN BOLIVIA SGUN ALTURA SOBRE EL NIVEL DEL MAR

La presión atmosférica en un lugar determinado experimenta variaciones

asociadas con los cambios meteorológicos. Por otra parte, en un lugar

determinado, la presión atmosférica disminuye con la altitud.

Altura[m] Presión [atm] Presión [Pa]-200 1,02 103751

0 1 101325200 0,98 98945400 0,95 96611600 0,93 94322800 0,91 920761000 0,89 898751200 0,87 877161400 0,84 855991600 0,82 835241800 0,8 814892000 0,78 794952200 0,77 775412400 0,75 756262600 0,73 737492800 0,71 719103000 0,69 701093200 0,67 683443400 0,66 666153600 0,64 649223800 0,62 63264

Para los cálculos realizados en el capítulo 5 se necesita la presión atmosférica

para la ciudad de Villamontes y para la ciudad de La paz.

Ciudad de Bolivia Metros sobre el nivel del mar

Presión atmosférica [Pa]

Villamontes 390 96476La paz 4070 59293

3

1.3 PRESION DE VAPOR A TEMPERATURA Y PRESION AMBIENTE GASOLINA

Si no se conoce pv, se puede estimar a partir de la temperatura de ebullición del

líquido y la temperatura ambiente aplicando los valores de la siguiente tabla

Tabla 1.1Presión de vapor (fracción de la presión atmosférica) según temperatura de ebullición del líquido

Fuente: Selección de la presión de vapor dela gasolina para temperatura ambiente de 39ºC

Para los cálculos realizados en el capítulo 5 se necesita la presión de vapor de la

gasolina a:

Temperatura ambiente Presión ambiente[Pa]

Fracción de presión de atmosférica

Presión de vapor a T y P [Pa]

47 96476 0.315 3039022 59293 0.855 50696

4

0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.10

20406080

100120

100

Presion de vapor de la Gasolina

Fraccion de vapor de la Presion atmosferica

Tem

pera

tura

am

bien

te

1.4 DENSIDAD DE LA GASOLINA A DISTINTAS TEMPERATURASGeneralmente se mide a 15ºC por medio de un aerometro (metodo NFT 60-101) y

se exresa en kg/l con una precision de 0.0002 a 0.0005 según la categoria de los

aerometros utilizados. No obstante en la practica, con frecuencia no se conservan

mas que tres decimales.1

La densidad varia con la temperatura de acuerdo con la relacion

ρT=ρ15−k (T−15 )

Donde T representa la temperatura en C, ρ15 y ρT la densidad a 15ºC y a TºC

respectivamente, k es un coeficiente numerico que para gasolinas vale en torno a

0.00085. Asi cuando la temperatura se eleva de 15ºC a 25ºC por ejemplo

disminuye ρ en 0.008 osea en torno al 1%.

La densidad de la gasolina a 15 ºC es de 0.775g/cm3.

0.775gcm3

= 1kg1000 g

× 1cm3

1.0×10−6m3=775 kg

m3aT de15 ºC

Temperatura ambiente Presión ambiente[Pa]

Densidad de la gasolina [kg/m3]

47 96476 774.740722 59293 774.762

1 Refino del petroleo, ; JW Wauquier; Editorial Diaz de Santos Pag

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1.5 DESCENSO DE TEMPERATURA SEGÚN VELOCIDAD DEL AIRELa velocidad del aire afecta teniendo una caída temperatura, la temperatura baja

2.5º C para una velocidad de 0.5 m/seg a una temperatura del aire de 22º C y para

una temperatura de aire de 47 ºC baja 1 ºC.

Temperatura ambiente[ºC]

Velocidad del aire [m/seg]

Caída de temperatura resultante [ºC]

47 0.5 2.522 0.5 1

1.6 DENSIDAD DEL AIRE A TEMPERATURA Y PRESIÓN AMBIENTELa densidad de aire es una manera de expresar la masa de aire por unidad de

volumen. Esta densidad en altitudes bajas es mayor que en la de altas altitudes y

puede ser afectada por la temperatura y la humedad.

Tabla 1.2 Variación de la densidad del aire ambiente con la altura

Altura Densidad aire ambiente [kg/m3]

0 1,2254305 1,1886610 1,1533914 1,11971000 1,11011219 1,08611524 1,0556

6

1829 1,02362000 1,00762134 0,99312438 0,96432743 0,93553000 0,91153048 0,9082

Para los cálculos realizados en el capítulo 5 se necesita la presión de vapor de la

gasolina a:

Temperatura ambiente[ºC] Altura [m] Densidad del aire [kg/m3]47 4070 0,796722 390 1,1762

1.7 MASA VOLUMETRICA DEL GAS A TEMPERATURA Y PRESION ATMOSFERICA

Considerando que la altura del nivel del mar, la presión (101325 Pa) y la

temperatura (20ºC), la masa volumétrica del aire vale 1.2047 kg/m3, asi que es

posible calcular la masa volumétrica del gas en las condiciones ambientales:

Masa volumétrica del gas ρgas [kg/m3] 4.156

Temperatura ambiente[ºC] Altura [m] Presión [Pa] Masa volumétrica del aire [kg/m3]

47 4070 96476 2.74861522 390 59293 4.05798920 0 101325 4.156

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