leyes_fundamentales_-_parte3

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Entra y sale agua del dispositivo mostrado en la Figura. Calcule la velocidad de cambio de la masa de agua (dm/dt) en el dispositivo. Ejemplo 1

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Fluidos

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  • EntraysaleaguadeldispositivomostradoenlaFigura.Calculelavelocidaddecambiodelamasadeagua(dm/dt)eneldispositivo.

    Ejemplo1

  • Solucin1

  • Ejemplo2

  • Hiptesis: Flujopermanente

    (estacionario) Flujo

    incomprensible(densidad=cte)

    Flujouniformeencadaseccindeflujoentrante/saliente

    Solucin2

  • Problema1

    Sedeseadeterminarlavelocidadconlaqueelniveldeaguaseelevaenunrecipienteabierto.Sielaguaqueentraatravsdeuntubode0.10m2 tieneunavelocidadde0.5m/sylavelocidaddelflujodesalidaesde0.20m3/s.Elrecipientetieneunaseccintransversalcircularcondimetrode0.50m.

  • Problema2

    Aguasabajodelaconfluenciadedosros,setieneunperfildevelocidadesnouniforme.DeterminarelvalordeV?

    Depth =6ft

  • Problema3

    Determinarlatasaenm3/sconlacualsebombeaelaceite.

  • Aplicacinenproblemasqueimplicanelmovimientodeunfluido. Porejemplo,calcularelcalortransferidoaundispositivo(unacalderao

    compresor) Porejemplo,calculareltrabajorealizadoporundispositivo(unabombao

    turbina)

    EcuacindeEnerga

    Energacinticaespecfica

    Energapotencialespecfica

    Energainternaespecfica

  • Eltrminoderazndetrabajoes

    EcuacindeEnerga(cont.)

  • Sustituyendo.

    Ecuacingeneral(cont.)

    Reemplazandolaenergaespecfica.

  • Unfluidoenmovimientoofreceunaresistenciadefriccinalflujo.Partedelaenergadelsistemaseconvierteenenergatrmica(calor),elcualsedisipaatravsdelasparedesdelconductoenelqueelflujosedesplaza.Lamagnituddelaprdidadeenergadependedelaspropiedadesdelfluido,lavelocidaddeflujo,eltamaodelconducto,larugosidaddelapareddelconductoylalongituddeltubo.

    Friccindelfluido(tuberas)

  • Lasperdidassedefinecomolasumadetodoslostrminosquerepresentenformasdeenergaintiles:

    Prdidasdeenerga

  • Flujouniformecontinuo

    cte

    Considereunasituacindeflujocontinuoenelqueexisteunaentradayunasalidaatravsdelascualessepuedensuponerperfilesuniformes.

  • Dividiendoentreflujodemasadadopor:

    Flujouniformecontinuo(cont.)

  • AmenudoseescribeenfuncindeuncoeficientedeprdidaKcomo

    PrdidadealturahL

  • Potenciadelabombayturbina

  • Caso:Compuertaenuncanalabierto

  • Caso:SeccinenT

    Lostrminosdeprdidaincluyenlasprdidasentrelaentradaysalidasrespectivas.Silasprdidassoninsignificantes,laecuacindeenergasereduceaunaformasimilaralaecuacindeBernoulliaplicadaalolargodeunalneadecorrientequevade1a2ounalneadecorrientequevade1a3.

  • Silasuposicindeperfilesdevelocidaduniformenoesaceptable,ladistribucindevelocidadpuedesertomadaencuentaintroduciendounfactordecorreccinporenergacintica:

    Flujocontinuonouniforme

  • Ejemplo