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Operaciones mecánicas en la Ingenieria Agroindustrial IV UNIDAD: Fundamentos de sólidos en movimiento. 4.1.1Fuerzas que actúan sobre partículas en fluidos.

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1 Operaciones mecánicas en la Ingenieria Agroindustrial IV UNIDAD: Fundamentos de sólidos en movimiento Fuerzas que actúan sobre partículas en fluidos en movimiento Resistencia hidráulica de una partícula Coeficiente de arrastre o fricción. Ing. Sandra Bland ó n Navarro

2 4.1.1Fuerzas que actúan sobre partículas en fluidos en movimiento. La fuerza que un fluido ejerce sobre un cuerpo inmóvil al que contornea se denomina fuerza de arrastre y es equivalente a la fuerza de resistencia que el fluido ofrece a un cuerpo en movimiento, y puede desarrollarse matemáticamente usando el concepto desarrollado por Newton: F D = C D A ρ U 2 2

3 4.1.1Fuerzas que actúan sobre partículas en fluidos en movimiento. U=cte Ug

4 4.1.1Fuerzas que actúan sobre partículas en fluidos en movimiento. Para cuerpos esféricos: A= π Dp 2 4 Una aplicación sencilla del análisis dimensional demuestra que C D depende de la forma del cuerpo inmerso en el fluido y del criterio de Reynolds.

5 Coeficiente de arrastre El arrastre tiene una componente que se origina en las diferencias de presión (arrastre de presión o forma) y otra que resulta de las tensiones cortantes (arrastre viscoso).

6 Correlaciones obtenidas experimentalmente para el coeficiente de arrastre en función del criterio de Reynolds.

7

8

9 Del Perry

10 Ejemplo 1 Calcúlese la fuerza que ejercerá una corriente de agua a 25 º C que contornea un dispositivo esférico sumergido en ella y fijado en su posición por medio de un cable. El diámetro del dispositivo esférico es de 0.5 m y la velocidad del agua de la corriente es de 2.5 m/s.

11 Ejemplo 2 Para el proyecto de instalación y montaje de columnas de destilación altas instaladas a la intemperie, los constructores deben de tomar en cuenta la fuerza que los vientos máximos pueden ejercer sobre ellas, con el fin de realizar el cálculo correcto de los fundamentos y anclajes. Si en una zona de nuestro país las estadísticas muestran vientos máximos de 180 km/h durante temporada ciclónica, calcúlese la fuerza que estos ejercerán sobre la columna de forma cilíndrica de 3 m de diámetro por 30 de altura. Suponga que la presión atmosférica es de 740 mm de Hg y la temperatura del aire es de 25oC con un 100% de humedad.

12 Preguntas Orientaciones para el estudio independiente

13 Links de interés rojects/GerardoAlvarez/proyecto_final.html es1/stokes1.htm


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