Flujo volumetrico

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Flujo volumetrico

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Flujo volumtricoEl flujo volumtrico se mide en unidades de volumen sobre tiempo, (m, cuin, litros, etc.). (Recordemos que el volumen es el espacio que ocupa la materia) En dinmica de fluidos e hidrometra, el flujo volumtrico o tasa de flujo de fluidos es el volumen de fluido que pasa por una superficie dada en un tiempo determinado. Usualmente es representado con la letra Q mayscula.Algunos ejemplos de medidas de flujo volumtrico son: los metros cbicos por segundo (m3/s, en unidades bsicas del Sistema Internacional) y el pie cbico por segundo (cu ft/s en el sistema ingls de medidas).

Flujo en pesoEs el peso del fluido que circula en una seccin por unidad de tiempo.Flujo en peso = flujo volumtrico o caudal * peso especfico del fluidoUnidades: N/seg

Flujo msicoEl gasto msico o flujo msico, en fsica, es la magnitud que expresa la variacin de la masa en el tiempo. Matemticamente es el diferencial de la masa con respecto al tiempo. Se trata de algo frecuente en sistemas termodinmicos, pues muchos de ellos tuberas, toberas, turbinas, compresores, difusores... actan sobre un fluido que lo atraviesa. Su unidad es el kg/sSe puede expresar el flujo msico como la densidad (, que puede estar en funcin de la posicin,) por un diferencial de volumen:

Donde Q se refiere al gasto hidrulico.Este volumen a su vez se puede expresar como el producto de una superficie S (el ancho de la tubera entrante, normalmente), que tambin puede depender de la posicin por un diferencial de longitud (la porcin de dicha tubera cuyo contenido entra en el sistema por unidad de tiempo).

Normalmente se supone flujo unidimensional, es decir, con unas densidades y secciones constantes e independientes de la posicin lo que permite reducirlo a la siguiente frmula:

Donde:= Gasto msico= Densidad del fluido= Velocidad del fluido= rea del tubo corrienteO, integrando

En el caso de tener diversos flujos de entrada y salida se consideran las sumas de estos. En un sistema en estado estacionario se puede deducir que la variacin de masa ha de ser 0 y por tanto podemos establecer:

Donde:= nmero de entradas= nmero de salidasCumpliendo as con la Primera ley de la termodinmica.

Principio de ContinuidadFluidos en Movimiento

Muchas de las caractersticas del movimiento de los fluidos se comprenden examinando el comportamiento de un fluido ideal, el cual satisface las condiciones siguientes: El fluido es no viscoso: no hay fuerzas de friccin internas entre capas adyacentes. El fluido es incompresible: significa que su densidad es constante. El movimiento del fluido es estable: la velocidad, la densidad y la presin en cada punto del fluido no cambian en el tiempo. El fluido se mueve sin turbulencia: esto implica que cada elemento del fluido tiene una velocidad angular de cero en torno a su centro. Esto es, no puede haber corrientes de remolino presentes en el fluido en movimiento.

La figura representa un fluido que fluye en el interior de un tubo de tamao no uniforme, en un flujo estable.

En un intervalo de tiempo pequeo Dt, el fluido que entra por el extremo inferior del tubo recorre una distancia DX1 = v1 Dt donde v1 es la rapidez del fluido en ese punto. Si A1 es el rea de la seccin transversal en esa regin, entonces la masa contenida en la regin interior ms oscura es,DM1 = rA1 DX1 = rA1v1DtDonde r es la densidad del fluido.

Anlogamente, el fluido que sale del extremo superior del tubo en el mismo intervalo Dt, tiene una masa

Dado que la masa se conserva y el flujo es estable, la masa que entra por el fondo del tubo a travs de A1 en el tiempo Dt debe ser igual a la masa que sale a travs de A2 en el mismo intervalo.

DM1 = DM2rA1v1Dt = rA2v2DtA1v1 = A2v2

A1v1 = A2v2Se conoce como la ecuacin de continuidad.La condicin Av = constante, equivale al hecho de que la cantidad de fluido que entra por un extremo del tubo en un intervalo de tiempo dado es igual a la cantidad de fluido que sale del tubo en el mismo intervalo, suponiendo que no hay fugas.

Ecuacin de ContinuidadEn fsica, una ecuacin de continuidad expresa una ley de conservacin de forma matemtica, ya sea de forma integral como de forma diferencial.

En mecnica de fluidos, una ecuacin de continuidad es una ecuacin de conservacin de la masa. Su forma diferencial es:

Donde es la densidad, t el tiempo y la velocidad del fluido. Es una de las tres ecuaciones de Euler.

Tipos de Ductos y Tubos Disponibles ComercialmenteDuctostipo Grapa y ZetaEste tipo de ductos para aire se caracteriza porque la unin entre ductos se realiza por medio de los perfiles conocidos como Grapa y Zeta (Drive and Slip en ingles).Este es el ducto tradicional el cual es usado en residencias y oficinas donde su tamao no es mayor a las 28 tanto transversal o longitudinal de la boca del ducto. Para tamaos mas grandes se pueden usar refuerzos intermedios o zetas reforzadas o bien incrementando el espesor del material.

Ductostipo TDC"Ductos Bridado"(Transversal Duct Conector)Este tipo de ducto se caracteriza por tener una brida en las bocas del ducto. Esta brida es parte del mismo cuerpo del ducto y se unen cada ducto utilizando los accesorios como esquineros, clips y empaque de butyl para evitar fugas.El ducto TDC, por tener incorporada la brida, es ms robusto y se utiliza normalmente cuando los ductos superiores a las 28 en cualquiera de los lados de la boca (longitudinal y transversal). Se utiliza en ductos grandes debido a que al ser ms reforzado te permite seguir utilizando calibres ms delgados. Se puede usar en ductos pequeos pero por el costo de los accesorios es ms caro que el Grapa y Zeta, solo en ductos grandes es ms econmico.

Ducto Estriado Interior Ondulado (Wave Rib)El ducto estriado interior ondulado Wave Rib ha sido probado y ha demostrado tener caractersticas de muy baja friccin. Cuando comparamos ductos de pared lisa y ductos con estriado interno recto, en ambos casos lubricado y sin lubricar, el ducto estriado interior ondulado Wave Rib permite significativamente mayores longitudes y rapidez en la instalacin de cables. Los resultados de la prueba para ductos lubricados de conformidad con el mtodo de prueba Telcordia GR-356 demuestran que el ducto tiene 75% menos friccin en comparacin de un ducto de pared lisa sin lubricante. Fabricado de conformidad con la norma ASTM F 2160 para ductos de polietileno de alta densidad.

Ducto de Gran DimetroEl ducto de Gran Dimetro es manufacturado con la finalidad de tener una va principal a un bajo costo. Fabricado con polietileno de alta densidad, la flexibilidad natural del (HDPE) permite al ducto someterse a las condiciones inherentes del terreno sin que llegue a fallar.Est diseado para resistir esfuerzos de tensin al jalado, de tal modo que proporciona una va de proteccin adicional y permanente para subductos y cables, de tal forma que se puede lograr una instalacin rpida y fcil en cruces de autopistas, vas frreas, ros, etc., o en cualquier otro medio donde colocar otro tipo de ducto sera extremadamente difcil y costoso.

Ducto Future PathFuture Path es la ltima tecnologa en micro ductos. Permite la mxima utilizacin del nuevo o existente sistema de ductos, proporcionando hasta 7 vas adicionales para su uso en forma inmediata o en un futuro (micro ductos). Un micro cable puede ser instalado dentro del micro ducto en cualquier momento que su red crezca, sin los costos adicionales de construccin de una nueva ruta. El ahorro en costos y capacidades de expansin de red nunca ha sido tan fcil como con la lnea de productos Future Path. Una vez que la instalacin de los microductos es completada quedan disponibles hasta 7 nuevas vas a lo largo de la misma ruta por un mismo costo.Debido a su avanzada tecnologa y bajo costo, Arco y Dura-Line ofrecen la mejor alternativa para el alojamiento de cables dentro de sus productos, ofreciendo caractersticas que superan ampliamente a las tuberas tradicionales.

Tubera de PVC Mediante resolucin 224 del 17 de enero del 2001 la superintendencia de industria y comercio estableci los colores en los que debe ser producida y comercializada los accesorios en pvc y cpvc, atendiendo la norma tcnica colombiana, la tubera pvc para alojar y proteger conductores elctricos y telefnicos debe ser de color verde.

Tubera Elctrica Metlica NTC 105 (tipo emt)Se permite el uso de esta tubera en todas las condiciones atmosfricas y ocupaciones siempre y cuando la tubera y accesorios estn protegidos por esmaltes contra la corrosin adems se permite la instalacin de tuberas elctricas, codos, acoplamiento y accesorios de metales ferrosos o no ferrosos en concreto, en contacto directo con la tierra o en zonas expuestas ambientes corrosivos graves.

Tubera Conduit Subterrnea no Metlica Con Conductores Se permite solamente el uso de esta tubera en instalaciones directamente enterradas y no debe de usarse en el interior de edificaciones, adems se permite el uso de esta tubera en todas las condiciones atmosfricas y ocupaciones.

Tubera Metlica Flexible Se permite su uso en lugares secos, ocultos y en lugares accesibles

Tubera Elctrica Plegable no Metlica Se usa en edificio s que no superen los tres pisos de altura y no se debe de usar en dimetros comerciales inferiores a pulgada, debe de estar rotulada cada 3 metros cmo mnimo.

Energa PotencialEn un sistema fsico, la energa potencial es la energa que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar un trabajo en funcin exclusivamente de su posicin o configuracin. Puede pensarse como la energa almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. Suele abreviarse con la letra o .La energa potencial puede presentarse como energa potencial gravitatoria, energa potencial electrosttica, y energa potencial elstica.Ms rigurosamente, la energa potencial es una magnitud escalar asociada a un campo de fuerzas (o como en elasticidad un campo tensorial de tensiones). Cuando la energa potencial est asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre los valores del campo en dos puntos A y B es igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquier recorrido entre B y A.

Energa CinticaEn fsica, la energa cintica de un cuerpo es aquella energa que posee debido a su movimiento. Se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada. Una vez conseguida esta energa durante la aceleracin, el cuerpo mantiene su energa cintica salvo que cambie su velocidad. Para que el cuerpo regrese a su estado de reposo se requiere un trabajo negativo de la misma magnitud que su energa cintica.Energa Cintica de FluidosLa energa cintica de un fluido en movimiento, es ms til en aplicaciones de la ecuacin de Bernoulli cuando se expresa en energa cintica por unidad de volumen.

Cuando la energa cintica es la de fluidos en condiciones de flujo laminar a travs de un tubo, hay que tener en cuenta el perfil de la velocidad, para evaluar la energa cintica. A travs de la seccin transversal de flujo, la energa cintica se calcula utilizando el promedio de la velocidad al cuadrado, que no es lo mismo que elevar al cuadrado la velocidad media. Expresada en trminos de velocidad mxima vm en el centro del flujo, la energa cintica es

Flujo de EnergaEs la energa de que un fluido contiene debido a la presin que posee. V2p+P+pgz= constante 2

Principio de la Conservacin de EnergaLa ley de la conservacin de la energa constituye en el primer principio de la termodinmica (la primera ley de la termodinmica) y afirma que la cantidad total de energa en cualquier sistema fsico aislado (sin interaccin con ningn otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energa puede transformarse en otra forma de energa. En resumen, la ley de la conservacin de la energa afirma que la energa no puede crearse ni destruirse, slo se puede cambiar de una forma a otra, por ejemplo, cuando la energa elctrica se transforma energa calorfica en un calefactor.

Esquema del Principio de Bernoulli.El principio de Bernoulli, tambin denominado ecuacin de Bernoulli o Trinomio de Bernoulli, describe el comportamiento de un flujo laminar movindose a lo largo de una corriente de agua. Fue expuesto por Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinmica (1738) y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en rgimen de circulacin por un conducto cerrado, la energa que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido. La energa de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes:1. Cintica: es la energa debida a la velocidad que posea el fluido.2. Potencial gravitacional: es la energa debido a la altitud que un fluido posea.3. Energa de flujo: es la energa que un fluido contiene debido a la presin que posee.La siguiente ecuacin conocida como "Ecuacin de Bernoulli" (Trinomio de Bernoulli) consta de estos mismos trminos.

Donde: = velocidad del fluido en la seccin considerada. = densidad del fluido. = presin a lo largo de la lnea de corriente. = aceleracin gravitatoria = altura en la direccin de la gravedad desde una cota de referencia.Para aplicar la ecuacin se deben realizar los siguientes supuestos: Viscosidad (friccin interna) = 0 Es decir, se considera que la lnea de corriente sobre la cual se aplica se encuentra en una zona 'no viscosa' del fluido. Caudal constante Flujo incompresible, donde es constante. La ecuacin se aplica a lo largo de una lnea de corriente o en un flujo irrotacionalAunque el nombre de la ecuacin se debe a Bernoulli, la forma arriba expuesta fue presentada en primer lugar por Leonhard Euler.Un ejemplo de aplicacin del principio lo encontramos en el flujo de agua en tubera.

Carga de PresinEs la presin de vida a la carga en cilindro o motores hidrulicos. La presin necesaria para mover la carga.

Carga de VelocidadEs una medida de fuerza mxima que puede ejercer un fluido impulsado por un agitador, cuando cambia su direccin o velocidad; son fuerzas de inercia que son mayores en la corriente que se mueven a velocidades elevadas, que las velocidades bajas.

Carga de ElevacinSe emplea cuando se pretende elevar el fluido a un nivel ms alto que el del punto de captacin.

Carga TotalEs la suma de la carga de presin, elevacin y velocidad.

Teorema de TorricelliEl teorema de Torricelli es una aplicacin del principio de Bernoulli y estudia el flujo de un lquido contenido en un recipiente, a travs de un pequeo orificio, bajo la accin de la gravedad. A partir del teorema de Torricelli se puede calcular el caudal de salida de un lquido por un orificio. "La velocidad de un lquido en una vasija abierta, por un orificio, es la que tendra un cuerpo cualquiera, cayendo libremente en el vaco desde el nivel del lquido hasta el centro de gravedad del orificio":

Donde: es la velocidad terica del lquido a la salida del orificio es la velocidad de aproximacin o inicial. es la distancia desde la superficie del lquido al centro del orificio. es la aceleracin de la gravedadPara velocidades de aproximacin bajas, la mayora de los casos, la expresin anterior se transforma en:

Donde: es la velocidad real media del lquido a la salida del orificio es el coeficiente de velocidad. Para clculos preliminares en aberturas de pared delgada puede admitirse 0,95 en el caso ms desfavorable.Tomando =1

Experimentalmente se ha comprobado que la velocidad media de un chorro de un orificio de pared delgada, es un poco menor que la ideal, debido a la viscosidad del fluido y otros factores tales como la tensin superficial, de ah el significado de este coeficiente de velocidad.

Repblica Bolivariana De VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la EducacinI.U.P Santiago Mario

Profesor: Bachilleres: Alexandra Zabala Diana Flrez - 85363449

Barcelona, 18 de Febrero de 2013