Transporte de fluidos

Introducción Ecuaciones generales de flujo Perdidas por fricción Conducciones en paralelo Conducciones ramificadas

Indicé:

Transporte : En los diferentes bioprocesos

existe la necesidad de transportar fluidos de un lugar a otro utilizando ductos o canales .

Este movimiento se logra por medio de una transferencia de energía gracias a bombas y compresores

Introducción

Aplicando el principio de la conservación de la

masa a dos puntos de una canalización se llega a que la cantidad de materia que pasa por ambos puntos en la unidad de tiempo es la misma:

Principio de la conservación.

El producto de A*u=Q se denomina gasto

caudal, la relación u/v=G se denomina velocidad másica y el cociente Q/v=W se denomina como flujo de masa :

Ecuación de Bernoulli: Escribe el comportamiento de un fluido

moviéndose a lo largo de una corriente de agua. expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido.

Ecuaciones generales de flujo :

El estudio del mecanismo de la circulación de

fluidos nos lleva a considerar dos tipos de flujo :

LAMINAR- VISCOSO Cuando el flujo es paralelo a las paredes en

cualquier punto que consideremos es turbulento

Perdidas por fricción

TURBULENTO

Cuando el flujo tiene alguna componente perpendicular a las paredes:

El número de Reynolds relaciona la densidad,

viscosidad, velocidad y dimensión típica de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en numerosos problemas de dinámica de fluidos:

Numero de reynolds

• Para valores de (para flujo interno en tuberías circulares) el flujo se

mantiene estacionario y se comporta como si estuviera formado por láminas delgadas, que interactúan sólo en función de los esfuerzos tangenciales existentes. Por eso a este flujo se le llama flujo laminar. El colorante introducido en el flujo se mueve siguiendo una delgada línea paralela a las paredes del tubo.

• Para valores de (para flujo interno en tuberías circulares) la línea del colorante pierde estabilidad formando pequeñas ondulaciones variables en el tiempo, manteniéndose sin embargo delgada. Este régimen se denomina de transición.

• Para valores de , (para flujo interno en tuberías circulares) después de un pequeño tramo inicial con oscilaciones variables, el colorante tiende a difundirse en todo el flujo. Este régimen es llamado turbulento, es decir caracterizado por un movimiento desordenado, no estacionario y tridimensional.

Se refiere a la perdida por fricción para una

tubería recta a lo largo de una longitud considerando que la tubería no tiene ningún tipo de accesorios

Longitud equivalente

El coeficiente de rozamiento o coeficiente

de fricción expresa la oposición al deslizamiento que ofrecen las superficies de dos cuerpos en contacto:

F= 64/RePara el régimen turbulento este factor se determina mediante el numero de Reynolds y de la rugosidad relativa

Coeficiente de friccion

La determinación practica se da cuando se

conocen las propiedades físicas del fluido, las características de la tubería y el caudal del fluido:

1) Se calcula el Re 2)Se determina la u a partir del diámetro 3)Se determina E/d 4)Se determina F 5)Se determina la longitud equivalente 6) Se calcula Hf

1) Se pone la velocidad en función del caudal

u= 4Q/ D^2 2)Se sustituye el valor de la velocidad 3) Se efectúa el calculo 'por tanteo

suponiendo un valor F Se determina el Re Se determina el valor de F en funcion del Re

Calculo del diámetro mínimo

Cuando dos o mas tuberías partiendo de un

mismo punto A vuelven a reunirse en otro punto B se dice que el sistema constituye una conducción en paralelo

Conducciones en paralelo