2da monografía, flujo no permanente de depósitos con sección variable
Post on 29-Sep-2015
30 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
-
FLUJO NO PERMANENTE PARA SISTEMA ACOPLADO
RESERVORIO-CANAL DE CONDUCCIN-DISIPADOR TUBERA
FORZADA
Autor: Ambrocio Rodriguez, Roberto Carlos
Cdigo de estudiante: 10130181
Profesor: Jorge Otiniano.
Curso: Flujo no Permanente
-
1. INTRODUCCIN
Muchos de los casos en la mecnica de fluidos involucran comportamientos en donde los
parmetros del flujo varan a travs del tiempo. Este comportamiento fluidodinamico recibe el
nombre de flujo no permanente.
En esta monografa se resolver mediante el mtodo de las caractersticas el comportamiento
del cambio de presin y velocidad en conducciones de tubera forzada acoplado a un disipador
de energa.
El disipador de energa cumple la funcin de evitar la rotura de la tubera forzada debido al golpe
de ariete que pueda causar el cierre brusco del paso del fluido.
-
2. OBJETIVOS
Obtener las condicione fluidodinamicas para un tiempo de intervalo cero.
Resolver las condiciones fluidodinamicas para un tiempo diferente de cero mediante el
mtodo de las caractersticas.
Obtener los datos estadsticos de la posicin y velocidad respecto al tiempo a lo largo de
la tubera.
-
3. CONCEPTOS BSICOS
2.1 Densidad
Una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de
una sustancia.
3.1. Fluido
Representacin fsica del comportamiento del fluido
3.2. Flujo
Es la presentacin fsica del comportamiento del fluido. Se puede expresar por
medio de lneas de corriente.
3.3. Flujo no permanente
Es aquel flujo cuyos parmetros varan respecto al tiempo.
3.4. Tubera forzada
Es la tubera que se encuentra sometido a una alta presin.
3.5. Caudal
Es una magnitud escalar que representa a la cantidad de volumen que circula en un
determinado tiempo.
3.6. Mtodo de las caractersticas
Los mtodos de las caractersticas es un mtodo analtico que consiste en tomar
puntos del intervalo de tiempos anteriores para el clculo de los nuevos puntos.
-
4. METODOLOGA DE TRABAJO
4.1. Sistema acoplado reservorio-canal de conduccin-disipador.
Partiendo de las consideraciones siguientes.
4.2. Mtodo de las caractersticas.
Ecuacin de Euler.
En el disipador:
Ecuacin de continuidad en el sistema:
-
El caudal que oscila:
Adems
Adems de las caractersticas:
Reemplazando en y en .
Reemplazando , en
Despejando .
-
4.3. Procedimiento de clculo para el problema siguiente.
Se tiene un tnel por donde circula aguas procedentes de un reservorio. Al final del
reservorio se instala un disipador de energa, cuya funcin es evitar la ruptura de la tubera
forzada o el tnel debido al golpe de ariete ocasionado por el cierre brusco del flujo de agua.
A continuacin de la tubera se instala una tubera forzada como se muestra en la figura.
Figura 1, tnel, disipador de energa y tubera forzada.
cuadro de datos
L1 = 400
L2 = 400
= 3.5
f1 = 0.022
C1 = 1200
Hr = 15
Dp = 4.5
Bh 2.3
-
Cuadro de datos
S1 = 100
= 20
S2 = 80
= 60
= 2.2
= 8
f2 = 0.018
= 30
C2 = 1000
= 0
Hp = 40
= 50
Dc = 3
= 10
Tc = 4TR
4.4. Calculo de las ecuaciones de los depsitos.
Para
( )
((
)
)
-
Para un se aplica el mtodo de las caractersticas tocado en el punto 4.2.
-
5. MTODO DE LAS CARACTERSTICAS.
Tiempo EN LA ENTRADA EN EL DOMINIO
Hs Vs Cs Hr Vr Cr Hs Vs Cs
PARA : 0 EN EL CANAL DE CONDUCCIN - PARA: 100
0.08000 309.49 7.55 612.22 311.24 Hp 311.17 7.55 -1232.46 307.66 7.55 614.04 309.21 Hp
7.55 Vp 7.55 Vp
0.16000 309.29 7.55 612.42 311.24 Hp 311.16 7.55 -1232.65 307.46 7.55 614.25 309.20 Hp
7.55 Vp 7.55 Vp
0.24000 309.28 7.55 612.63 311.24 Hp 311.16 7.55 -1232.85 307.26 7.55 614.45 309.20 Hp
7.55 Vp 7.55 Vp
0.32000 309.28 7.55 612.83 311.24 Hp 311.16 7.55 -1233.06 307.79 7.54 613.57 309.74 Hp
7.55 Vp 7.55 Vp
0.40000 309.80 7.55 612.00 311.24 Hp 311.18 7.55 -1233.26 308.39 7.54 612.57 310.35 Hp
7.55 Vp 7.54 Vp
0.48000 310.38 7.54 611.00 311.24 Hp 311.20 7.55 -1232.47 309.00 7.54 611.55 310.46 Hp
7.54 Vp 7.54 Vp
0.56000 310.49 7.54 609.98 311.24 Hp 311.21 7.54 -1231.48 309.60 7.53 610.53 310.48 Hp
7.53 Vp 7.53 Vp
0.64000 310.51 7.53 608.97 311.24 Hp 311.21 7.53 -1230.47 309.57 7.53 609.82 310.33 Hp
7.52 Vp 7.52 Vp
0.72000 310.36 7.52 608.26 311.24 Hp 311.20 7.52 -1229.47 309.43 7.52 609.13 310.17 Hp
7.52 Vp 7.52 Vp
0.80000 310.21 7.52 607.56 311.24 Hp 311.20 7.52 -1228.74 309.28 7.51 608.43 310.15 Hp
7.51 Vp 7.51 Vp
0.88000 310.20 7.51 606.87 311.24 Hp 311.20 7.51 -1228.05 309.14 7.51 607.73 310.16 Hp
7.51 Vp 7.50 Vp
0.96000 310.20 7.50 606.17 311.24 Hp 311.20 7.51 -1227.36 309.51 7.50 606.25 310.55 Hp
7.50 Vp 7.49 Vp
1.04000 310.58 7.50 604.73 311.24 Hp 311.21 7.50 -1226.66 310.08 7.49 604.43 311.12 Hp
7.49 Vp 7.48 Vp
1.12000 311.12 7.48 602.92 311.24 Hp 311.23 7.49 -1225.26 310.69 7.48 602.52 311.37 Hp
7.47 Vp 7.47 Vp
1.20000 311.36 7.47 601.03 311.24 Hp 311.24 7.47 -1223.48 311.30 7.47 600.59 311.44 Hp
7.46 Vp 7.46 Vp
1.28000 311.43 7.46 599.10 311.24 Hp 311.25 7.46 -1221.59 311.47 7.45 598.87 311.36 Hp
7.44 Vp 7.44 Vp
1.36000 311.35 7.44 597.38 311.24 Hp 311.24 7.44 -1219.68 311.42 7.44 597.23 311.23 Hp
7.43 Vp 7.43 Vp
1.44000 311.23 7.43 595.74 311.24 Hp 311.24 7.43 -1217.96 311.30 7.43 595.58 311.19 Hp
-
7.41 Vp 7.41 Vp
1.52000 311.19 7.41 594.10 311.24 Hp 311.24 7.41 -1216.32 311.20 7.41 593.90 311.21 Hp
7.40 Vp 7.40 Vp
1.60000 311.21 7.40 592.43 311.24 Hp 311.24 7.40 -1214.69 311.47 7.40 591.65 311.52 Hp
7.39 Vp 7.38 Vp
1.68000 311.51 7.38 590.20 311.24 Hp 311.25 7.39 -1213.02 312.00 7.38 588.96 312.03 Hp
7.37 Vp 7.37 Vp
1.76000 312.00 7.37 587.54 311.24 Hp 311.27 7.37 -1210.83 312.62 7.36 586.09 312.37 Hp
7.35 Vp 7.34 Vp
1.84000 312.32 7.35 584.69 311.24 Hp 311.28 7.35 -1208.19 313.26 7.34 583.16 312.52 Hp
7.32 Vp 7.32 Vp
1.92000 312.47 7.32 581.77 311.24 Hp 311.29 7.32 -1205.36 313.58 7.32 580.35 312.51 Hp
7.30 Vp 7.30 Vp
2.00000 312.46 7.30 578.97 311.24 Hp 311.29 7.30 -1202.46 313.64 7.30 577.62 312.42 Hp
7.28 Vp 7.28 Vp
EN EL DOMINIO EN EL DOMINIO
Hr Vr Cr Hs Vs Cs Hr Vr Cr Hs Vs Cs
EN EL CANAL DE CONDUCCION -
PARA:
200 EN EL CANAL DE CONDUCCION -
PARA:
300
309.34
7.55
-1230.6
3
305.84
7.55
615.87
307.38
Hp
307.52
7.55
-1228.8
1
304.01
7.55
617.69
305.56
Hp
7.55 Vp
7.55 Vp
309.14
7.55
-1230.4
3
305.63
7.55
616.07
307.18
Hp
307.31
7.55
-1228.6
0
304.40
7.54
616.72
305.94
Hp
7.55 Vp
7.54 Vp
309.12
7.55
-1230.6
0
305.99
7.54
615.15
307.73
Hp
307.13
7.55
-1228.3
9
304.81
7.54
615.69
306.35
Hp
7.54 Vp
7.54 Vp
309.14
7.55
-1230.8
0
306.41
7.54
614.13
308.34
Hp
307.67
7.54
-1228.5
5
305.22
7.53
614.67
306.94
Hp
7.54 Vp
7.53 Vp
309.68
7.55
-1231.0
1
307.00
7.53
613.11
308.95
Hp
308.28
7.54
-1228.7
6
305.63
7.53
613.65
307.55
Hp
7.54 Vp
7.53 Vp
310.29
7.54
-1231.2
1
307.61
7.53
612.09
309.56
Hp
308.89
7.54
-1228.9
6
306.05
7.53
612.97
308.00
Hp
7.53 Vp
7.53 Vp
310.43
7.54
-1230.4
7
308.06
7.53
611.40
309.54
Hp
309.50
7.53
-1229.1
7
306.50
7.52
612.27
308.45
Hp
7.53 Vp
7.53 Vp
310.44
7.53
-1229.4
308.49
7.53
610.70
309.40
Hp
309.49
7.53
-1228.4
306.96
7.52
611.57
308.45
Hp
-
9 7.52 Vp
7 7.52 Vp
310.29
7.52
-1228.4
9
308.49
7.52
610.00
309.24
Hp
309.36
7.52
-1227.5
1
307.40
7.52
610.86
308.32
Hp
7.51 Vp
7.51 Vp
310.13
7.52
-1227.4
8
308.36
7.51
609.30
309.09
Hp
309.21
7.51
-1226.5
1
307.84
7.51
609.31
308.60
Hp
7.51 Vp
7.50 Vp
310.11
7.51
-1226.7
5
308.62
7.50
607.78
309.48
Hp
309.07
7.51
-1225.5
1
308.30
7.50
607.45
309.03
Hp
7.50 Vp
7.49 Vp
310.13
7.50
-1226.0
6
309.05
7.49
605.94
310.06
Hp
309.47
7.50
-1224.7
7
308.77
7.49
605.52
309.62
Hp
7.49 Vp
7.48 Vp
310.53
7.49
-1225.3
7
309.64
7.48
604.02
310.68
Hp
310.04
7.49
-1224.0
8
309.25
7.47
603.58
310.25
Hp
7.48 Vp
7.47 Vp
311.10
7.48
-1224.6
9
310.27
7.47
602.09
311.30
Hp
310.66
7.48
-1223.4
0
309.73
7.46
601.87
310.76
Hp
7.47 Vp
7.46 Vp
311.36
7.47
-1223.3
1
310.79
7.46
600.37
311.47
Hp
311.28
7.47
-1222.7
2
310.22
7.46
600.22
311.25
Hp
7.45 Vp
7.45 Vp
311.44
7.46
-1221.5
6
311.26
7.45
598.72
311.42
Hp
311.46
7.45
-1221.3
8
310.71
7.45
598.56
311.41
Hp
7.44 Vp
7.44 Vp
311.36
7.44
-1219.6
8
311.41
7.44
597.07
311.31
Hp
311.42
7.44
-1219.6
4
311.21
7.44
596.86
311.39
Hp
7.43 Vp
7.42 Vp
311.23
7.43
-1217.7
8
311.39
7.43
595.38
311.20
Hp
311.31
7.43
-1217.7
8
311.71
7.42
594.55
311.62
Hp
7.41 Vp
7.41 Vp
311.19
7.41
-1216.0
6
311.60
7.41
593.10
311.48
Hp
311.22
7.41
-1215.8
9
312.22
7.40
591.81
312.04
Hp
7.39 Vp
7.39 Vp
311.22
7.40
-1214.4
2
312.02
7.39
590.38
312.02
Hp
311.50
7.39
-1214.1
7
312.75
7.38
588.91
312.63
Hp
7.38 Vp
7.37 Vp
311.54
7.38
-1212.8
0
312.60
7.37
587.50
312.65
Hp
312.04
7.38
-1212.5
3
313.30
7.36
585.95
313.29
Hp
7.36 Vp
7.35 Vp
312.05
7.37
-1211.1
4
313.27
7.35
584.55
313.29
Hp
312.68
7.36
-1210.9
2
313.85
7.34
583.14
313.89
Hp
7.34 Vp
7.33 Vp
312.40
7.34
-1208.9
313.87
7.33
581.74
313.62
Hp
313.32
7.34
-1209.2
314.41
7.33
580.40
314.44
Hp
-
8 7.32 Vp
7 7.32 Vp
312.56
7.32
-1206.3
8
314.40
7.32
579.01
313.68
Hp
313.65
7.32
-1207.1
4
314.97
7.31
577.67
314.74
Hp
7.30 Vp
7.30 Vp
312.55
7.30
-1203.5
6
314.69
7.30
576.29
313.64
Hp
313.73
7.30
-1204.5
7
315.54
7.29
574.90
314.84
Hp
7.28 Vp
7.27 Vp
Los resultados continan a medida que aumenta el tiempo.
-
7. Graficas
303.00
304.00
305.00
306.00
307.00
308.00
309.00
310.00
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20
T vs H diispadro
T vs H diispadro
-0.50
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
0.00 0.50 1.00 1.50
tiempo vs Velocidad disipador
tiempo vs Velocidaddisipador
-
8. CONCLUSIONES
La altura en el disipador vara linealmente con el tiempo, siendo su grafica una recta.
La velocidad en el disipador disminuye hasta un cierto intervalo, para luego crecer
con un comportamiento exponencial.
Se crean velocidades negativas en el disipador. Lo que indica el escalamiento del
fluido en el disipador.
9. BIBLIOGRAFA
MECNICA DE FLUIDOS, Irving Chame.
MECNICA DE FLUIDOS, Striter.
Oscilacin de Depsitos de Seccin Variable, Jose Alvitrez Bravo.
top related