UNIVERSIDAD DEL BIO-BIO RLAMTFFACULTAD DE INGENIERIADepartamento Ingeniería Mecánica.

PRACTICA Nº 4 MAQUINAS DE TERMOFLUIDOS

Problema nº 1

Para el sistema siguiente calcule el caudal que circula por el conducto para distintos porcentajes de abertura.

Conducto:

Fluido: agua

(Considere criterio de velocidades económicas)

Rodrigo Leal GuzmánRLAMTF

Solución

1)

2)

Luego el fluido puede circular en forma natural desde 1) a 2)

Balance de energía:

Por otro lado se necesita saber el caudal:

Además las perdidas singulares serian de la siguiente forma:

Ahora para completar los datos del balance de energía debemos obtener

donde en estricto rigor es variable.

Para ello debemos suponer la turbulencia, ósea Reynolds según dos velocidades extremas

Rodrigo Leal GuzmánRLAMTF

Además con la relación:

Y los Reynolds obtenidos de Las velocidades económicas obtenemos del ábaco de Moody el factor de fricción para las perdidas regulares.

Y

Finalmente las pérdidas regulares serian las siguientes.

Ahora reemplazamos las perdidas obtenidas en el balance de energía de sistema de la siguiente forma:

Rodrigo Leal GuzmánRLAMTF

Problema nº 2

0 020 0,0128

100 0,0267

Los estanques de la figura están unidos por un conducto de de diámetro interior, de largo y el agua esta en condiciones ambientales.

Se pide:

a) Deducir con rigor físico-matemático una ecuación para la altura característica de circuito en función del caudal volumétrico .

b) Calcular la potencia en que debería recibir el fluido para que este circule a razón de .

(Considere pérdidas y rugosidad del problema anterior)

Solución:

a) La ecuación representativa para circuitos presenta la siguiente forma:

Donde A y B son coeficientes numéricos.

1)

2)

Rodrigo Leal Guzmán.RLAMTF

Balance de energía:

Comenzamos a calcular las perdidas regulares:

Para obtener el factor de fricción según criterio de velocidades económicas

Además con la relación:

Y los Reynolds obtenidos de Las velocidades económicas obtenemos del ábaco de Moody el factor de fricción para las perdidas regulares.

Y

Para poder obtener la ecuación requerida en función del caudal se tiene que:

Rodrigo Leal Guzmán.RLAMTF

Quedando las perdidas regulares de esta forma:

Las perdidas singulares serian de la siguiente forma según el problema nº 1:

Finalmente volviendo a la ecuación de balance de energía e incluyendo los valores de las perdidas podemos obtener una ecuación para nuestro caudal.

c) La potencia para el sistema esta definida por la siguiente ecuación :

Para nuestro caso y

Por lo tanto:

Finalmente se calcula la potencia:

Rodrigo Leal Guzmán.