tema 03 flujo interno y externo

7/26/2019 TEMA 03 Flujo Interno y Externo

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NG. G OVENE PEREZ

CAMPOMANES

TEMA 03: FLUJO

NTERNO Y EXTERNO


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3.1 Introduccin:3.1 Introduccin:

Los flujos externos se presentan alrededor deobjetos slidos inmersos en un fluido y los internosdentro de objetos tales como tubos y canaletas(placas paralelas).

Aun cuando las ecuaciones diferenciales quedescriben ambos flujos son esencialmente lasmismas, las condiciones limites son diferentes y por

lo tanto los flujos resultan ser diferentes.


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3.2 Flujo en conductos cerrados y abiertos

El flujo en un conducto puede ser escurrimiento en

canal abierto o en tubera. Ambos son similares enmuchos aspectos, pero se diferencian en que el flujo

en canal abierto debe tener una superficie libre,mientras que el escurrimiento en tuberas no tiene

ninguna, tambin en que una superficie libre estexpuesta a la presin atmosfricamientras que en un

flujo en conductos la presin atmosfrica no ejerce

intervencin directa sino solamente la presin

hidrulica.


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2. 1 En la vista se observa el canalChimbote ( Cuenca del rio anta! y el

canal acueducto "ue trasladas lasa#uas del rio anta Eulalia y el rio$%mac( Cuenca del rio $%mac!.


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DIFERENCIAS ENTRE FLUJO EN CONDUCTO ABIERTO YCERRADO

CONDUCTO ABIERTO CONDUCTO CERRADO

Posee una superfcie libre No posee una superfcie libre

Esta expuesta a la presionatmoserica Esta expuesta a la presin hidrulica


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3.&.1 Flujo de entrada! En la re"in de entrada de un tubo con

flujo laminar, la #elocidad es uniforme a la entrada y la capalmite crece con la distancia desde la entrada hasta que el flujo

est$ completamente desarrollado, la #elocidad #ara sobre todo

el conducto y no hay corriente libre o capa lmite bien definido.

3.& Flujo Interno


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Fig 1.5 Regin de entrada en un tubo para el caso de flujo laminar

%L & '.' e h *lujo laminar en entrada de canal

+e la ecuacin de continuidad se #e que la parte central del flujo

debe acelerarse aplicando la ecuacin de -ernoull a lo lar"o de

una lnea de corriente en esta re"in de corriente libre se #e quela presin debe decrecer. La lon"itud %L para que el *lujo Laminar

quede completamente desarrollado fue expresada se"n /.0.

1ottter por!

*lujo laminar en tubera uniforme!

DXL Re065.0=


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1ara el caso de la re"in de entrada de un *lujo

2urbulento, se puede establecer el criterio para que el

flujo est completamente desarrollado sobre la

base de: cada de presin distribucin de

velocidad media cantidades de turbulencia.


9/68Fi# 1.' $e#in de entrada en un tubo ara el caso de )lujo turbulento

3 0ada criterio lle#a a lon"itudes reales sustancialmente

diferentes, sin embar"o, en la literatura se utili4a comocriterio el punto en donde los perfiles de #elocidad

media no cambian con la distancia en la direccin del

flujo.


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3.&.2 Flujo comletamente desarrollado: Flujo laminar

5i consideramos un flujo laminar, permanente e

incompresible completamente desarrollado entre placas

paralelas rectilneas, como muestra la *i"ura 6.7 la

velocidad ser mima en el centro ! nula en las

paredes y la distribucin de #elocidad ser$ simtrica

alrededor del eje y.

h

y

Vx(y)

a

x

*i". 6.8 *lujo laminar

completamente desarrollado

entre placas paralelas


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3.* +%neas de #radiente hidrulico y de ener#%a:

La ecuacin de ener"a en su forma "eneral nos da dimensiones delon"itud.

Esto ha dado pie al uso con#encional de la Lnea de 9radiente:idr$ulico (L9:) y de la Lnea de 9radiente de Ener"a (L9E) de unsistema de tuberas.

La Lnea de 9radiente :idr$ulico es la suma de la car"a potencial

m$s la car"a de presin! -/ 0

La Lnea de 9radiente de Ener"a est$ formado por la suma total deener"a en el punto anali4ado! 2 2# 0 -/ 0 .

Ls h

PeZe

g

VePsZs

g

Vs

gm

W+

++

++=

22

22


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Fig 1."#neas de $radiente %idrulica $%' ! de (nerga $('


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A medida que la velocidad se acerca a cero) la #$% ! la

#$( se acercan una a la otra. As, en un depsito, esas

lneas son idnticas y est$n en la superficie.

La L9E y la L9: tienen una pendiente descendente en

la direccin del flujo a causa de la prdida de carga en

la tubera. 0uanto mayor es la prdida por unidad delon"itud, mayor es la pendiente. Al aumentar la #elocidad

media en la tubera, aumenta la prdida por unidad de

lon"itud.

;curre un cambio repentino en la L9: y la L9E siempre

que hay una prdida por causa de un cambio de "eometra

repentino, como en la #$l#ula o el ensanchamiento abrupto

de la *i" 6.67.


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;curre un salto en la +45y la +4Esiempre que se

a"re"a ener"a til al fluido, como sucede en unabomba, y ocurre una cada si se extrae ener"a tildel flujo, como en una turbina.

En los puntos en los que la +45pasa por la lneacentral de la tubera, la presin es cero. 5i la tuberaqueda arriba de la +45, hay un #aco en la tubera,

condicin que suele e#itarse, si es posible, en eldise


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3 .*.1 4ole de 6riete! El 9olpe de Ariete esproducido por la detencin brusca de un flujo,

depende de la #elocidad y de la calidad de la tubera.

5e"n =aubous>y, la #elocidad de las ondas de presin

es.

?p! #elocidad de las ondas de presin (m@s)

! modulo de elasticidad del liquidoE ! modulo de elasticidad de la tubera

+ ! di$metro de la tubera

e ! espesor de la tubera

e

D

E

KVp.1

11440+

=


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El #ole de arietese ori"ina debido a que el fluido esli"eramente el$stico(aunque en di#ersas situaciones se puede

considerar como un fluido no compresible). En consecuencia,

cuando se cierra bruscamente una #$l#ula o un "rifo instalado en elextremo de una tubera de cierta lon"itud, las partculas de fluido

que se han detenido son empujadas por las que #ienen

inmediatamente detr$s y que si"uen an en mo#imiento. Esto

ori"ina una sobrepresin que se despla4a por la tubera a

una #elocidad que puede superar la #elocidad del sonido en elfluido.


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La sobrepresin en Kg.cm! ser"

? ! #elocidad de la corriente

La Ec 6.6B se aplica si el tiempo de cierre de la

#$l#ula es!

e

D

E

KVp

.1

17.14

+

=

pV

Lt

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