ecuacion general de la energia -mecanica de fluidos

8/10/2019 ecuacion general de la energia -mecanica de fluidos

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ECUACINGENERAL DELA ENERGAUNIVERSIDAD PERUANA UNIN

FACULTAD DE INGENIERA YARQUITECTURA

EAP INGENIERA CIVIL

Carretera central km 19 villa unin aa Lurigancho lima


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APRENDIZAJEANALIZAR LA ENERGIA EN LOS SISTEMAS DE FLUIDOS

TOMAR EN CUENTA LA PERDIDA DE ENERGIA EN UN SISTEMA A CAUSADE LA FRICCION , LAS VALVULAS Y DEMAS ACCESORIOS

CONSIDERAR LA ENERGIA QUE UNA BOMBA AGREGA AL SISTEMA

CONSIDERAR LA ENERGIA QUE LOS MOTORES DE FLUIDO O TURBINASRETIRAN DEL SISTEMA .

MEDIANTE EL EMPLEO DE LA ECUACION GENERAL DE LA ENERGIA SEELIMINAN MUCHAS DE LAS RESTRICCIONES IDENTIFICADAS PARA LAECUACION DE BERNOULLI


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CONCEPTOS

INTRODUCTORIOS

2211 ** VAVA

g

V

Z

P

g

V

Z

P

22

2

2

21

1

1


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RESTRICCIONESSOLO ES VALIDA PARA FLUIDOS INCOMPRENSIBLES

ENTRE LAS DOS SECCIONES DE INTERES NO PUEDE HABER DISPOSITIVOSMECANICOS COMO BOMBAS , MOTEOTERES DE FLUIDO O TURBINA

NO PUEDE HABER PERDIDA DE ENERGIA POR LA FRICCION OTURBULENCIA QUE GENERAN VALVULAS Y ACCESORIOS EN EL SISTEMADE FLUJO

NO PUEDE EXISTIR TRANSFERENCIA DE CALOR HACIA EL SISTEMA OFUERA DE ESTE

EN REALIDAD NINGUN SISTEMA SATISFACE TODAS ESTASRESTRICCIONES


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OBJETIVOS

IDENTIFICAR LAS CONDICIONES DONDE HAY PERDIDA DE ENERGIA ENLOS SISTEMAS DE FLUJO DE LOS FLUIDOS

IDENTIFICAR LOS MEDIOS POR LOS QUE SE AGREGA ENERGIA A UN

SISTEMA DE FLUJO DE FLUIDOS

IDENTIFICAR LAS FORMAS EN QUE SE RETIRA ENERGIA DE UN SISTEMADE FLUJO DE FLUIDOS

EXTENDER LA ECUACION DE BERNOULLI PARA CONFORMAR LAECUACION GENERAL DE LA ENERGIA CONSIDERANDO PERDIDAS,GANANCIAS O RETIROS DE ENERGIA.


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OBJETIVOSAPLICAR LA ECUACION GENERAL DE LA ENERGIA A DIFERENTESPROBLEMAS

CALCULAR LA POTENCIA DE LAS BOMBAS QUE AGREGAN ENERGIA ALOS FLUIDOS

DEFINIIR LA EFICIENCIA DE LAS BOMBAS

CALCULAR LA POTENCIA QUE SE REQUIERE PARA OPERAR LAS BOMBAS

DETERMINAR LA POTENCIA QUE UN FLUIDO DA A UN MOTOR DEFLUIDO

DEFINIR LA EFICIENCIA DE LOS MOTORES DE FLUIDO

CALCULAR LA SALIDA DE POTENCIA DE UN MOTOR DE FLUIDO


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PERDIDAS Y GANANCIASDE ENERGIA

UNA BOMBA ES UN DISPOSITIVO MECANICO QUE AADE ENERGIA AUN FLUIDO. UN MOTOR ELECTRICO IMPULSA UN EJE ROTATORIO EN LABOMBA, ENTONCES, LA BOMBA APROVECHA ESTA ENERGIA CINETICA Y

LA TRANSMITE AL FLUIDO, LO QUE PROVOCA EL MOVIMIENTO DE ESTEY EL INCREMENTO DE SU PRESION

LOS MOTORES DE FLUIDO, TURBINAS , ACTUADORES ROTATORIOS Y

LINEALES, SON ALGUNOS EJEMPLOS DE DISPOSITIVOS QUE TOMAN LAENERGIA DE UN FLUIDOS Y LA CONVIERTEN A UNA FORMA DE TRABAJOPOR MEDIO DE LA ROTACION DE UN EJE O EL MOVIMIENTO DE UNPISTON


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FRICCION DEL FLUIDOUN FLUIDO EN MOVIMIENTO PRESENTA RESISTENCIA POR FRICCION ALFLUIR. PARTE DE LA ENERGIA DEL SISTEMA SE CONVIERTE EN ENERGIATERMICA (CALOR), QUE SE DISIPA A TRAVES DE LA PAREDES DE LATUBERIA POR LA QUE CIRCULA EL FLUIDO. LA MAGNITUD DE LA

ENERGIA QUE SE PIERDE DEPENDE DE:LAS PROPIEDADES DEL FLUIDO

VELOCIDAD DEL FLUJO

TAMAO DE LA TUBERIA

ACABADO DE LA PARED DE LA TUBERIA

LA LONGITUD DE LA MISMA.


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VALVULAS YACCESORIOS

ES COMUN QUE LOS ELEMENTOS QUE CONTROLAN LA DIRECCION O ELFLUJO VOLUMETRICO DEL FLUIDO DE UN SISTEMA GENERENTURBULENCIA LOCAL EN ESTE, LO QUE OCASIONA QUE LA ENERGIA SE

DISIPE COMO CALOR . SIEMPRE QUE HAY UNA RESTRICCION ,POREJEMPLO, UN CAMBIO EN LA VELOCIDAD O DIRECCION DEL FLUJO , HAYPERDIDAS DE ESE TIPO.

EN UN SISTEMA DE GRAN MAGNITUD LAS PERDIDAS DE ENERGIA PORLAS VALVULAS Y ACCESORIOS POR LO GENERAL ESTA PERDIDA ES

PEQUEA EN COMPARACION CON LAS PERDIDAS POR FRICCION EN LASTUBERIAS. POR TANTO , DICHAS PERDIDAS SON LLAMAS PERDIDASMENORES


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O C S


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NOMENCLATURA DE LASPERDIDAS Y GANANCIASDE ENERGIA

LAS PERDIDAS Y GANANCIAS DE ENERGIA EN UN SISTEMA SECONTABILIZAN EN TERMINOS DE ENERGIA POR UNIDAD DE PESO DELFLUIDO QUE CIRCULA POR EL. ESTO TAMBIEN SE CONOCE COMOCARGA. COMO ABREVIACION DE LA CARGA EMPLEAREMOS ELSIMBOLO h, PARA LAS PERDIDAS Y GANANCIAS DE ENERGIA. ENESPECIFICO EN EL ESTUDIO DE LA MECANICA DE FLUIDOS SE MANEJARADE LA SIGUIENTE MANERA.

NOMENCLATURA DE LAS


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NOMENCLATURA DE LASPERDIDAS Y GANANCIASDE ENERGIA

Ah Energa que se agrega al fluido con un dispositivo mecnico, como unaBomba ; es frecuente que se le denomine carga total sobre la bomba

Rh Energa que se remueve del fluido por medio de un dispositivo mecnicoComo un motor de fluido

Lh

Perdidas de energa del sistema por la friccin en las tuberas, o perdidas

Menores por vlvulas o otros accesorios


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PERDIDAS DE ENERGIAPOR FRICCION

LA MAGNITUD DE LAS PERDIDAS DE ENERGIA QUE PRODUCE LAFRICCION DEL FLUIDO, LAS VALVULAS Y ACCESORIOS, ES DIRECTAMENTEPROPORCIONAL A LA CARGA DE VELOCIDAD DEL FLUIDO .

K ES EL COEFICIENTE DE RESISTENCIA, SE PODRA DETERMINAR ELVALOR PARA K MEDIANTE LA ECUACION DE DARCY.

)2/( 2 gVKhL


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ECUACIN GENERAL DELA ENERGA

2

1 EhhhE LRA

g

VZ

Phhh

g

VZ

PLRA

22

2

2

21

1

1


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REQUIEREN LASBOMBASLA POTENCIA SE DEFINE COMO LA RAPIDEZ A QUE SE REALIZA UN TRABAJO.EN LA MECANICA DE FLUIDOS SE MODIFICA ESTE CONCEPTO Y SE TOMARAEN CUENTA QUE LA POTENCIA ES LA RAPIDEZ CON QUE SE TRANSFIEREENERGIA.

PARA CALCULAR LA POTENCIA QUE SE TRASMITE AL FLUIDO, DEBE

DETERMINARSE CUANTOS NEWTONS DE ESTE FLUIDO PASAN POR LABOMBA EN UN LAPSO DADO DE TIEMPO , A ESTO SE LE DENOMINA FLUJOEN PESO W

PA SE DENOTA COMO LA POTENCIA QUE SE AGREGA AL FLUIDO

QhP

WhP

AA

AA

**

*


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LAS UNIDADES DE LAPOTENCIA

Sistema internacional

Sistema tradicional de los estados unidos

wattsmN /*0.1

watthp

wattspielb

spielbhp

7.7451

1356/1

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