mec. de fluidos eq. 2

8/3/2019 Mec. de Fluidos Eq. 2

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El principio de Bernoulli, describe el comportamiento de un

fluido moviéndose a lo largo de una línea de corriente.

Expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento)

en régimen de circulación por un conducto cerrado, la

energía que posee el fluido permanece constante a lo largo desu recorrido.

Su ecuación representativa es la siguiente:



Es valida solamente para fluidos incompresibles,

debido a que el peso especifico es igual en ambos

miembros de la ecuación.

No pueden existir elementos electromecánicosintermedios porque alterarían la igualdad de energía en

la ecuación

No pueden hacer perdidas de energía debido a la

fricción.A pesar de las restricciones, algunos casos se pueden

resolver para la ecuación de Bernoulli.



No todos los flujos de gas son compresibles, ni todos los flujos

compresibles son flujos de gas. A bajas velocidades, con un

numero de Mach menos que 0.3, los flujos de gas pueden ser

tratados como flujos incompresibles. Esto se justifica porque

las variaciones de densidad provocadas por el flujo son

insignificantes (menor de 3 %).



La fórmula general para el flujo de gas a través de tuberías se

puede obtener por varios caminos; el método siguiente parece

ser más directo: se considera un tramo de tubería entre dos

secciones cualesquiera, que son normales a las paredes deltubo. El flujo entre esas dos secciones requiere cumplir dos

condiciones específicas:

No se hace trabajo sobre el fluido por medios externos. El

flujo es permanente; o sea que el mismo peso de gas pasa porcada sección de la tubería durante un intervalo de tiempo.



Los gases se miden usualmente en términos volumétricos, más que

por peso; sin embargo, las relaciones de energía usadas en la

obtención de la fórmula fundamental para el flujo de fluidos

compresibles se presentan más fácilmente cuando se considera unpeso dado de fluido. Posteriormente se introducen los factores de

conversión de peso a volumen.

En la siguiente derivación de la ecuación fundamental para el flujo

de un fluido compresible a través de tubería el primer paso esaplicar la ley de conservación de la energía, balanceando

solamente la energía mecánica.



Donde los subíndices 1 y 2 designan las condiciones en las secciones de

entrada y de salida, respectivamente.

La notación para la ecuación puede ser en cualquier sistema de unidades.

Z: energía potencial por unidad de peso de fluido, debida a su posición,medida por su altura por encima de un nivel de referencia asumido.

: Energía mecánica exigida para pasar la unidad de peso de fluido a

través de la sección.

p: presión absoluta del fluido que escurre.

: Peso específico del fluido a presión p, es igual al inverso del volumen

específico v, que representa el volumen de la unidad de peso del fluido a

la presión p.

: Energía cinética por unidad de peso del fluido.

V: velocidad del fluido en la sección.

g: Aceleración debida a la acción gravitatoria.

He: Trabajo (energía) mecánico hecho y recibido por la unidad de peso

de fluido debido a su expansión mientras pasa de la sección de entrada a

la sección de salida.



Se considera a un flujo adiabatico cuando la transferencia

de calor es cero (qH=0).

En este se considera a la temperatura de remanso como

constante a lo largo de la linea de corriente.



Flujo de fluidos en conductos bien aislados en los cuales la

transferencia de calor se aproxima a qH=0

En el estudio de este flujo se conside un parametro

adimensional como lo es el numero deMach:



Si Ma<1, el flujo es subsónico; Si Ma=1 el flujo es sónico; Si Ma>1,

el flujo es supersónico.

El flujo adiabatico sin friccion tambien es denominado

flujo Fanno. Y se representa mediante el digrama de

entalpia-entropia.



En este proceso la temperatura permanece constante.

Como la energía interna de una gas sólo es función de la

temperatura, en un proceso isotérmico de un gas ideal la

variación de la energía interna es cero (∆U= 0). La curva

hiperbólica se conoce como isoterma.



Flujo isotérmico es un modelo de un flujo de fluidos , quepermanece a la misma temperatura durante todo el

trayecto. En este modelo la temperatura permanece

constante mientras que la temperatura de estancamiento

esta cambiando.El cambio de temperatura de estancamiento ocurre

porque la temperatura es constante, pero aumenta la

velocidad. La velocidad va en aumento debido a la

fricción (viscosidad).



Una expansión isotérmica, en el cual una gas

se expande (o contrae), manteniendo la

temperatura constante durante dicho proceso, esdecir que T1 = T2 para los estados inicial (1) y

final (2) del proceso isotérmico.



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Mecanica de fluidos- Robert L. Mott http://es.wikipedia.org/wiki/Gas

http://es.wikipedia.org/wiki/Tobera

http://thermo.sdsu.edu/TEST-

Espanol/testhome/Test/problems/images/nozzle2.gif. http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/gases/flujodegases.h

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