transporte de fluídos (operaciones básicas) ocon tojo

16
TRANSPORTE DE FLUÍDOS OPERACIONES BÁSICAS OCON/TOJO UNIVERSIDAD LOYOLA

Upload: kevin-c-c

Post on 17-Jul-2015

405 views

Category:

Engineering


20 download

TRANSCRIPT

Page 1: Transporte de fluídos (Operaciones Básicas) OCON TOJO

TRANSPORTE DE FLUÍDOSOPERACIONES BÁSICAS – OCON/TOJO

UNIVERSIDAD LOYOLA

Page 2: Transporte de fluídos (Operaciones Básicas) OCON TOJO

CONTENIDO

I. INTRODUCCIÓN

II. ECUACIONES GENERALES DE FLUJOS

III. PÉRDIDAS POR FRICCIÓN

IV. CONDUCCIONES EN PARALELO

Page 3: Transporte de fluídos (Operaciones Básicas) OCON TOJO

I. INTRODUCCIÓN

El estudio del transporte

de fluidos y la solución de

problemas referentes al

tema son resueltos a

través de:

La aplicación de

balances de materia y

energía.

El uso de relaciones

deducidas empíricamente

a lo que refiere con la

fricción de fluidos.

Page 4: Transporte de fluídos (Operaciones Básicas) OCON TOJO

PRINCIPIO DE LA CONSERVACIÓN DE LA MASA

El principio de la conservación define que la masa

que circula por dos puntos de una canalización en la

unidad de tiempo es la misma.

A= Área de la sección normal al flujo

p= Densidad

u= Velocidad

En función del Volumen específico V:

A*u=Q Caudal

u/V=G velocidad másica

Q/V=W flujo de masa

Page 5: Transporte de fluídos (Operaciones Básicas) OCON TOJO

II. ECUACIONES GENERALES DE FLUJO

Efectuando un balance energético entre los puntos 1 y 2,

considerando la energía transportada por el fluido y la

transmitida entre el fluido y el entorno, llegamos a la

expresión:

Page 6: Transporte de fluídos (Operaciones Básicas) OCON TOJO

Teniendo en cuenta la definición de entalpía (H=U+PV), la

anterior ecuación toma la siguiente forma: E-1

Teniendo en cuenta todos los incrementos de energía

interna que se tiene lugar en el fluido:

E-2

Efectos caloríficos + efectos por compresión + efectos

superficiales + efectos químicos sobre A + Efectos químicos

sobre B + otros efectos.

Page 7: Transporte de fluídos (Operaciones Básicas) OCON TOJO

Sustituyendo la ecuación E-2 en E-1:

El término de TdS es mayor que el calor absorbido del entorno por

el fluido, sumando lw (energía disipada de modo irreversible en el

fluido:

Prescindiendo de los efectos químicos, superficiales, etc. y la

anterior ecuación:

Page 8: Transporte de fluídos (Operaciones Básicas) OCON TOJO

Referida a la unidad de masa:

Con respecto a la unidad de peso:

Para el caso particular de que W y Lw valgan cero, aplicando

la anterior ecuación a un fluido incomprensible:

Page 9: Transporte de fluídos (Operaciones Básicas) OCON TOJO

III. PÉRDIDAS POR FRICCIÓN

Para la aplicación de las anteriores ecuaciones es necesario evaluar la

fricción, cuyo análisis dimensional nos conduce a:

f: factor o coeficiente de fricción

L: longitud total de canalización

D: Diámetro

u: Velocidad

Tipos de flujo:

LAMINAR O VISCOSO: Cuando el

flujo es paralelo a las paredes

en cualquier punto a considerar

TURBULENTO: Cuando el flujo tiene alguna perpendicular a las

paredes.

Page 10: Transporte de fluídos (Operaciones Básicas) OCON TOJO

MÓDULO O ÍNDICE DE REYNOLDS:

Caracteriza el tipo de flujo, ya que existe un valor denominado de Re

denominado Reynolds crítico el cual es 2100.

FLUJO LAMINAR MENOR A 2100

FLUJO TURBULENTO MAYOR A 2100

Régimen laminar Régimen

turbulento

Page 11: Transporte de fluídos (Operaciones Básicas) OCON TOJO

LONGITUD EQUIVALENTE:

Las perdidas por fricción tomadas

en cuenta en la ecuación de

pérdida por fricción no toma en

cuenta a la perdida ocasionado

por accesorios como codos

empalmes, entre otros, para ello

se hace uso de la siguiente tabla:

Page 12: Transporte de fluídos (Operaciones Básicas) OCON TOJO

Factor o coeficiente de fricción:

Cuando se trata de régimen laminar se puede deducir fácilmente

que este factor viene dado por la expresión: Re = 67/Re

Para el régimen turbulento este valor se determina en función del Re

y de la rugosidad relativa E/D

A continuación: Dos gráficas las cuales sirven para hallar de método

gráfico ciertos valores importantes para la solución de problemas

referentes al tema.

Page 13: Transporte de fluídos (Operaciones Básicas) OCON TOJO
Page 14: Transporte de fluídos (Operaciones Básicas) OCON TOJO
Page 15: Transporte de fluídos (Operaciones Básicas) OCON TOJO

IV. CONDUCCIONES EN

PARALELO

Cuando dos o más tuberías que se

originan de un punto A retornan a

reunirse en un mismo punto B

Aplicando la primera ecuación a todos los brazos

Se tiene que todas las pérdidas por fricción son

las mismas de modo que:

El caudal total que circula por el sistema ha de ser igual a la suma de los caudales

que circulan a través de los brazos:

Page 16: Transporte de fluídos (Operaciones Básicas) OCON TOJO

Solución de problemas:

Cuando se conoce el caudal total y las características del

fluido y las de la tubería de los brazos, se efectúa la

solución del problema del siguiente modo:

1. Se supone un caudal en uno de los brazos.

2. Se calcula la pérdida de carga en ese brazo.

3. Se determina el caudal en cada uno de los brazos conocida la

pérdida de carga determinada en 2).

4. Se determina la suma de caudales de los brazos , que será igual

al caudal total, si la hipótesis 1) fue correcta.

5. De no cumplirse 4) se corrigen los caudales calculados para que

su suma sea igual al caudal total.

6. Se determinan las pérdidas de carga por fricción en cada uno de

los brazos con los caudales determinados en 5), debiendo resultar

la misma en cada uno de los brazos.

7. De no cumplirse 6) se recalculan los valores de caudales para el

valor medio de las pérdidas de carga por fricción calculadas en 6)

y su suma deberá ser igual al caudal total.