Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

NUMERO DE REYNOLDS, FLUJO LAMINAR,FLUJO TURBULENTO Y PERDIDA

No description
by

Maijo Jimenez Leon

on 13 February 2015

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of NUMERO DE REYNOLDS, FLUJO LAMINAR,FLUJO TURBULENTO Y PERDIDA

DIAGRAMA DE MOODY
PERDIDA DE FRICCION EN EL FLUJO TURBULENTO
Perdida por fricción en el flujo laminar
PARA APLICACIONES PRACTICAS DEL NUMERO DE REYNOLDS EN TUBERIA TENEMOS:
MENOR A 2000 ESTE ES FLUJO LAMINAR
ENTRE 2000 Y 4000 ES IMPOSIBLE SE DENOMINA REGIÒN CRITICO.
MAYOR A 4000 ES FLUJO TURBULENTO.

DESCRIBIR LA APARIENCIA DEL FLUJO LAMINAR Y EL FLUJO TURBULENTO.
ENUNCIAR LA REALCION EMPLEADA PARA CALCULAR EL NUMERO DE REYNOLDS.
IDENTIFICAR LOS VALORES LIMITE DEL NUMERO DE REYNOLDS, CON LOS QUE SE PREDICE SI EL FLUJO SERÀ LAMINAR O TURBULENTO.
CALCULAR EL NUMERO DE VREYNOLDS PARA EL FLUJO DE FLUIDOS EN TUBERIAS Y TUBOS.
ESTABLECER LA ECUACION DE DARCY PARA CALCULAR LA PERDIDA DE ENRGIA, DEBIDO A LA FRICCION, TANTO PARA EL FLUJO LAMINAR COMO PARA EL TURBULENTO.
ENUNCIAR LA ECUACION DE HAGEN-POISEUILLE PARA DETERMINAR LA PERDIDA DE ENRGIA POR FRICCION EN EL FLUJO LAMINAR.
DEFINIR EL FACTOR DE FRICCION, SEGÚN SE UTILIZA EN LA ECUACION DE DARCY.
DETERMINAR EL FACTOR DE FRICCION POR MEDIO DEL DIAGRAMA DE MOODY PARA VALORES ESPECIFICOS DEL NUMERO DE REYNOLDS Y LA RUGOSIDAD RELATIVA DE LA TUBERIA.
MAPA DE APRENDIZAJE
APRENDEREMOS A ANALIZAR LAS PERDIDAS DE ENERGIA QUE OCURREN COMFORME LOS FLUIDOS CIRCULAN EN SISTEMAS REALES DE TUBERIA
PARA ANALIZAR DICHAS PERDIDAS DE ENERGIA DEBE USAR EL NUMERO DE REYNOLDS, QUE CARACTERIZA LA NATURALEZA DEL FLUIDO
LOS FLUIDOS CON NUMERO DE REYNOLDS BAJO SON LENTOS Y SUAVES SE LOS CONOCE COMO FLUJOS LAMINAR.
LOS FLUJOS CON NUMERO DE REYNOLDS ELEVADO SON RAPIDOS E IRREGULARES, Y SE LES CONOCE COMO FLUJOS TURBULENTOS.
LA VISCOSIDAD DEL FLUJO ES UN COMPONENTE CRITICO DEL NUMERO DE REYNOLDS.
LA PERDIDAS POR FRICCION OCURREN CONFORME EL FLUJO CIRCULA POR TRAMOS RECTOS EN DUCTOS Y TUBERIAS.
LAS PERDIDAS POR FRICCION PROVOCAN QUE LA PRESION DISMINUYA A LO LARGO DE LA TUBERIA E INCREMENTAN LA POTENCIA DE LA BOMBA DEBE TRANSMITIR AL FLUIDO.

EL COMPORTAMIENTO DE UN FLUIDO, EN PARTICULAR EN LO QUE SE REFIERE A LAS PERDIDAS DE ENERGIA, DEPENDE DE QUE EL FLUJO SEA LAMINAL O TURBULENTO.
POR ESTA RAZÒN, SE NECESITA UN MEDIO PARA PREDECIR EL TIPO DE FLUJO SIN TENER QUE OBSERVARLO EN REALIDA.
SE DEMUESTRA EN FORMA EXPERIMENTAL Y SE VERIFICA DE MODO ANALITICO, QUE EL CARÁCTER DEL FLUJO EN UN TUBO REDONDO DE CUATRO VARIABLES:
LA DENSIDAD DL FLUIDO
SU VISCOSIDAD
EL DIAMETRO DE LA TUBERIA
Y LA VELOCIDAD PROMEDIO DEL FLUJO
LA ECUACION SIGUIENTE MUESTRA LA DEFINICION BASICA DEL NUMERO DE REYNOLDS:
NR=Ʋ𝐷ρ/η

NÙMERO DE REYNOLDS
FLUJO DE TRANSICION
NUMERO DE REYNOLDS, FLUJO LAMINAR,FLUJO TURBULENTO Y PERDIDAs DE ENERGIA DEBIDO A LA FRICCION
OBJETIVO
ℎ_𝐿=𝑓 𝑥 𝐿/𝐷 𝑥 𝑣^2/2𝑔
CUANDO EXISTE FLUJO LAMINAR PARECE MOVERSE COMO SI FUERAN VARIAS CAPAS, UNA SOBRE LA OTRA.

ℎ_𝐿=32η𝐿Ʋ/(𝚼𝐷^2 )
CUANDO HAY FLUJO TURBULENTO EN TUBERIAS ES MAS CONVENIENTE USAR LA ECUACION DE DARCY PARA CALCULAR LA PÈRDIDA DE ENERGIA DEBIDO A LA FRICCION.
EL FLUJO ES CAÒTICO Y VARÌA EN FORMA CONSTANTE.


El diagrama de Moody (1944), permite determinar el valor del factor de fricción f a partir de Re y K/D de forma directa. Como se muestra en la figura 3.9, es una representación log - log del factor de fricción f frente al Re, tomando como parámetro K/D. Se distinguen cinco zonas, correspondientes a los distintos regímenes hidráulicos, correspondiendo al coeficiente de fricción f valores diferentes en cada caso.

En el caso de que no se puede calcular Re por desconocer la velocidad (v), en abcisas en la parte superior del diagrama aparece el valor:
USO DEL DIGRAMA DE MOODY
El diagrama de Moody se usa utiliza como una ayuda para determinar el valor del factor de fricción, “f”, para flujo turbulento. Deben conocerse los valores del número de Reynolds y de la rugosidad relativa. Por consiguiente, los datos básicos requeridos son el diámetro interior del conducto, el material con que el conducto esta hecho, la velocidad de flujo y el tipo de fluido y su temperatura, con los cuales se puede encontrar la viscosidad.
EJEMPLO DE APLICACIÓN

Determine la fricción o rozamiento “f” si el agua a 160ºF esta fluyendo a 30 pies/seg en un conducto de hierro forjado no recubierto cuyo diámetro interior es de 1 pulg.

Solución. Primero, se debe calcular el número de Reynolds para determinar si el flujo es laminar o turbulento:



Pero D=1 pulg. = 0.0833 pies, y υ = 4.38x10-6 pies2/s, entonces tendremos:




Por lo tanto el flujo es turbulento. Ahora se debe calcular la rugosidad relativa. De la tabla tenemos Є= 8x10-4 pies. Entonces, la rugosidad relativa será:




Obsérvese que, con el fin de que D/Є sea un cociente sin dimensiones, tanto D como Є deben estar en las mismas unidades.
Por ultimo se debe localizar el número de Reynolds sobre la abscisa del Diagrama de Moody




royectamos verticalmente hasta que se alcance la curva correspondiente a D/Є=104, podemos usar la curva numero 100 ya que es cercana. Proyectamos horizontalmente hacia la izquierda, se lee el valor que en este caso es aproximadamente f=0.038.
Ecuaciones para el factor de fricción
Fórmula de Hazen-Williams
La fórmula de Hazen-Williams, también denominada ecuación de Hazen-Williams, se utiliza particularmente para determinar la velocidad del agua en tuberías circulares llenas,o conductos cerrados es decir, que trabajan a presión.

Su formulación en función del radio hidráulico es:

V = 0,8494 * C * (Rh)^{0,63} * S ^ {0,54}
en función del diámetro:

Q = 0,2785 * C * (D)^{2,63} * S ^ {0,54}
Donde:

Rh = Radio hidráulico = Área de flujo / Perímetro húmedo = Di / 4
V = Velocidad media del agua en el tubo en [m/s].
Q = Caudal ó flujo volumétrico en [m³/s].
C = Coeficiente que depende de la rugosidad del tubo.
90 para tubos de acero soldado.
100 para tubos de hierro fundido.
140 para tubos de PVC.
128 para tubos de fibrocemento.
150 para tubos de polietileno de alta densidad.
Di = Diámetro interior en [m]. (Nota: Di/4 = Radio hidráulico de una tubería trabajando a sección llena)
S = [[Pendiente - Pérdida de carga por unidad de longitud del conducto] [m/m].



Esta ecuación se limita por usarse solamente para agua como fluido de estudio, mientras que encuentra ventaja por solo asociar su coeficiente a la rugosidad relativa de la tubería que lo conduce, o lo que es lo mismo al material de la misma y el tiempo que este lleva de uso.
MONOGRAMA PARA RESOLVER LAS FORMULAS DE HAZEN WILLIAMS
Diagrama de Moody
Full transcript