INGENIERIA MECANICA DE FLUIDOS I CAPITULO 5 FLUJO

INGENIERIA MECANICA DE FLUIDOS I CAPITULO 5 FLUJO EN TUBERIAS ING. JORGE NAYHUA GAMARRA

5. FLUJO EN TUBERIAS INGENIERIA MECANICA 5. 1. Introducción Son los flujos quedan completamente limitados por superficies sólidas. Ej. : flujo interno en tuberías y en ductos. Considerando un flujo incompresible a través de un tubo de sección transversal circular, el flujo es uniforme a la entrada del tubo y su velocidad es igual a U 0. En las paredes la velocidad vale cero debido al rozamiento y se desarrolla una capa límite sobre las paredes del tubo. La velocidad promedio en cualquier sección transversal viene expresada por

5. FLUJO EN TUBERIAS 5. 2. Flujo laminar y turbulento La naturaleza del flujo a través de un tubo está determinada por el valor que tome el número de Reynolds siendo este un número adimensional que depende de la densidad, viscosidad y velocidad del flujo y el diámetro del tubo. Se define como: INGENIERIA MECANICA

5. FLUJO EN TUBERIAS INGENIERIA MECANICA 5. 2. Flujo laminar y turbulento Numero de Reynolds critico: Experimentalmente se ha encontrado que cuando el número de Reynolds pasa de 2 300 se inicia la turbulencia en la zona central del tubo. Sin embargo este límite es muy variable y depende de las condiciones que quietud del conjunto. Para números de Reynolds mayores de 4 000 el flujo es turbulento. Al descender la velocidad se encuentra que para número de Reynolds menores de 2 000 el flujo es siempre laminar y cualquier turbulencia que se produzca es eliminada siempre por la acción de la viscosidad. Por eso podemos decir lo siguiente: Si NR < 2 000, el flujo es laminar Si NR > 4 000, el flujo es turbulento. En el intervalo de números de Reynolds comprendidos entre 2 000 y 4 000, es difícil predecir que tipo de flujo existe, por lo que a este rango se le denomina zona critica.

5. FLUJO EN TUBERIAS 5. 2. Flujo laminar y turbulento Ejemplo: Determine si el flujo es laminar o turbulento, si fluye Kerosene a 25ºC en un conducto de 6 pulgadas de acero calibre 40, cuando la rapidez de flujo es de 43 L/s. INGENIERIA MECANICA

5. FLUJO EN TUBERIAS 5. 2. Perdidas en tuberias Los cambios de presión que se tienen en un flujo incompresible a través de un tubo se deben a cambios en el nivel o bien a cambios en la velocidad debido a cambios en el área de la sección transversal y por otra parte al rozamiento. En la ecuación de Bernoulli se tomó en cuenta únicamente los cambios de nivel y de velocidad del flujo. En los flujos reales se debe tener en cuenta el rozamiento. El efecto del rozamiento produce pérdidas de presión. Estas pérdidas se dividen en pérdidas mayores y en pérdidas menores INGENIERIA MECANICA

5. FLUJO EN TUBERIAS 5. 3. Perdidas en tuberías Pérdidas Mayores: se deben al rozamiento en un flujo completamente desarrollado que pasa a través de segmentos del sistema con área de sección transversal constante. Pérdidas Menores: se deben a la presencia de válvulas, bifurcaciones, codos y a los efectos de rozamiento en aquellos segmentos del sistema cuya área de sección transversal no es constante. INGENIERIA MECANICA

5. FLUJO EN TUBERIAS 5. 3. Perdidas en tuberías INGENIERIA MECANICA

INGENIERIA MECANICA 5. FLUJO EN TUBERIAS 5. 2. Perdidas en tuberías Caída de presión Pérdida de carga

5. FLUJO EN TUBERIAS 5. 3. Perdidas en tuberías Flujo laminar en tuberías no-circulares En la Tabla 8 -1 se proporcionan relaciones del factor de fricción f para flujo laminar totalmente desarrollado en tuberías de varias secciones transversales. El número de Reynolds para flujo en estas tuberías se basa en el diámetro hidráulico Dh=4 Ac/p, donde Ac es el área de sección transversal de la tubería y p es su perímetro húmedo. INGENIERIA MECANICA

5. FLUJO EN TUBERIAS 5. 3. Perdidas en tuberías INGENIERIA MECANICA

5. FLUJO EN TUBERIAS 5. 3. Perdidas mayores(mataix) INGENIERIA MECANICA

5. FLUJO EN TUBERIAS 5. 3. Perdidas mayores(mataix) INGENIERIA MECANICA

5. FLUJO EN TUBERIAS 5. 3. Perdidas en tuberías(mataix) INGENIERIA MECANICA

5. FLUJO EN TUBERIAS 5. 3. Perdidas menores(mataix) INGENIERIA MECANICA

5. FLUJO EN TUBERIAS 5. 3. Perdidas menores(mataix) INGENIERIA MECANICA

5. FLUJO EN TUBERIAS 5. 4. Ejercicios propuestos(potter) INGENIERIA MECANICA

5. FLUJO EN TUBERIAS 5. 4. Ejercicios propuestos(mott) INGENIERIA MECANICA

5. FLUJO EN TUBERIAS 5. 4. Ejercicios propuestos(mott) INGENIERIA MECANICA

5. FLUJO EN TUBERIAS 5. 4. Ejercicios propuestos(whitte) INGENIERIA MECANICA

5. FLUJO EN TUBERIAS 5. 4. Ejercicios propuestos(whitte) INGENIERIA MECANICA