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FLUJO COMPRESIBLE

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by

Juliana Jaimes

on 1 March 2016

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End
VELOCIDAD DE UNA ONDA SONORA. NUMERO MACH
FLUJO DE GAS ISOTERMO
además de utilizar la ecuación de gases , se supondrá una temperatura media aritmética constante para todo el tramo recto. Tal hipótesis lleva a que el producto de la presión y el volumen específico es una constante a lo largo de toda la conducción (pv = cte). ASi pues
FLUJO MAXIMO EN CONDICIONES ISOTERMAS
En un tramo recto de sección constante, por el que circula un gas en condiciones isotermas, para cada presión en el extremo inicial p1, el caudal del gas es nulo (y por tanto G también) en dos casos:
i) para una presión en el extremo final coincidente con ella, p2=p1
ii) para una presión final nula (p2= 0)

Flujo compresible en boquillas convergentes-divergentes
FLUJO COMPRESIBLE
El flujo compresible siempre hace referencia a flujo de gases y se considera compresible cuando la perdida de presion del fluido del sistema es suficiente para determinar una variación de su densidad superior al 10%, teniendo en cuenta densidad y velocidad
El flujo de un fluido compresible se rige por la primera ley de la termodinámica en los balances de energía y con la segunda ley de la termodinámica, que relaciona la transferencia de calor y la irreversibilidad con la entropía.El flujo es afectado por efectos cinéticos y dinámicos y cumple con los requerimientos de conservación de masa

Para determinar el flujo compresible se puede aplicar la expresión de los gases reales con un factor de compresibilidad Z

pv= (Z/M)RT
La velocidad o dinámica de propagación de la onda sonora depende de las características del medio en el que se realiza dicha propagación y no de las características de la onda o de la fuerza que la genera. Su propagación en un medio puede servir para estudiar algunas propiedades de dicho medio de transmisión.
Los flujos compresibles pueden ser clasificados de varias maneras, la más común usa el número de Mach (M) como parámetro para clasificarlo:


M=V/a

Donde V es la velocidad del flujo y a es la velocidad del sonido en el fluido
de forma que M < (=) 1, si la conducción es de sección constante, denominándose subsónico si M< 1 y sónico si M = 1. Es posible la existencia de velocidades supersónicas (M>1) cuando la conducción es de sección variable
la ecuación general aplicable a cualquier tipo de flujo isotermo, siempre que el comportamiento del fluido pueda suponerse ideal (Z = 1) o con Z prácticamente constante a lo largo de toda la conducción considerada, y el flujo sea en todo momento en régimen turbulento.

Como ya se vio en el caso del flujo isotermo, también ahora en el tramo recto se considera que habrá un valor de pc comprendido entre 0 y p1, para la que el gasto másico del flujo será máximo, Gc, cumpliéndose la condición dG / dp =0 ,teniendo en cuenta tal condición se llega a:

Flujo Máximo en condiciones adiabáticas.
Presión crítica.
Estas boquillas se utilizan principalmente para la producción de chorros gaseosos de elevada velocidad destinados a la generación de potencia en las turbinas y al bombeo de fluidos. En este caso, el gas no circula por una conducción cilíndrica de sección constante, sino por una conducción troncocónica convergente y a continuación por otra troncocónica divergente,unidas ambas por una garganta. En este caso, la conducción tiene una sección variable, por lo que no puede aplicarse la ecuación derivada del balance de energía mecánica en forma diferencial, ecuación, ya que G no es constante y D tampoco, por lo que la ecuación de Fanning no puede aplicarse.
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