FLUJO DE FLUIDOS POR ING. FREDYS JIMENEZ MENDOZA

... el estudiante será capaz de: Objetivos de aprendizaje ... el estudiante será capaz de: Identificar los diferentes tipos de flujo Analizar las ecuaciones y modelos matemáticos que describen el transporte de un fluido Diseñar y seleccionar sistemas de tuberías. Calcular el flujo, el diámetro del conducto y las pérdidas de carga que se presenta a lo largo del sistema, aplicando las ecuaciones pertinentes según sea el caso.

... el estudiante será capaz de: Objetivos de aprendizaje ... el estudiante será capaz de: Identificar los diferentes tipos de flujo Analizar las ecuaciones y modelos matemáticos que describen el transporte de un fluido Diseñar y seleccionar sistemas de tuberías. Calcular el flujo, el diámetro del conducto y las pérdidas de carga que se presenta a lo largo del sistema, aplicando las ecuaciones pertinentes según sea el caso.

FLUJO DE FLUIDOS 3 2 Q P hl hf 1

Sistemas de línea de tubería en serie 2 3 Z2 Z3 1 Z2

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DEL FUJO DE FLUIDO PRESIÓN TEMPERATURA DENSIDAD PESO ESPECIFICO VISCOSIDAD PRESIÓN DE VAPOR Y SATURACIÓN COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDAD NATURALEZA DE OPERACIÓN DEL PROCESO (presión constante, temperatura constante, adiabático, isotérmicos) TIPO FLUJO Y VELOCIDAD DE FLUJO

PROPIEDADES DE FLUIDOS Designación Unidades Valores Agua Aire Masa especifica Viscosidad Calor especifico Presión de vapor (20°) Tensión Superficial   Cp Pb  kg/m3 g/ms J/kg°K bar mN/m 1.000 1,0 4.200 0,023 72,8 1,2 0,02 1.008 -

CARACTERÍSTICAS DEL FLUJO Qué es un flujo ? Definición de flujo: es la cantidad de fluido que se suele transportar en un tiempo determinado y esta dado en las siguientes magnitudes: Flujo volumen, Q = AV, [ m3/s] Flujo en peso, W = g*Q, [ N/s] Flujo masa, M = r*Q, [ Kg/s ]

Características de los tipos de flujo Flujo laminar, Las partículas del fluido se mueven en capaz de una misma trayectoria Siguen la ley de viscosidad de Newton Flujo Turbulento, Se mueven en forma aleatoría y en todas las direcciones Este tipo de fluido es el mas usual de encontrar en el transporte de fluidos Se tienen mayores esfuerzos cortantes Mayores pérdidas de energía No siguen la ley de Newton

NUMERO DE REYNOLDS NRe = fuerzas de inercia al mov. fuerzas de oposición al mov. NRe >4000 flujo turbulento NRe < 2000 flujo laminar 2000 < NRe < 4000 flujo transición

Otras referencias de flujo Flujo Ideal: No tiene fricción Es incompresible No es viscoso no se debe confundir con el gas ideal Flujo permanente: dp/dt, dT/dt, = 0 Las condiciones de flujo no cambian con el tiempo Flujo Uniforme: dv/ds= cte Cuando la velocidad es la misma en magnitud y dirección Flujo unidimensional: dp/dx, dp/dy, dp/dz =cte No se dan cambio en una dirección del flujo, es decir no se dan cambio de velocidad, presión Flujo Bidimensional y tridimensional: dp/dxy, dT/dxz, dp/dyx Se dan cambio en dos o tres dimensiones, los métodos de análisis son complejos

NUMERO DE REYNOLDS PARA CONDUCTOS NO CIRCULARES H B A = B.H PM = 2B + 2H El Radio hidráulico R es dado por: R = A/PM = área de la sección transversal / perímetro mojado con la relación : 4R=D Entonces se obtiene Re =v4R/ = v4R/

RED DE TUBERIAS Muchos sistemas de tuberías están constituidos por muchas tuberías conectadas de forma compleja con muchos puntos con caudales entrantes y salientes y realmente es un complejo conjunto de tuberías en serie y paralelo. Cuando tres o más ramas se presentan en un sistema de flujo de tubería, se le llama red.

Sistemas de tuberías en serie ecuaciones de continuidad y energía Pb Vb Zb Pa Va Za Q B Zb NR hf + hm A