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Ecuacion de la energia mecanica de fluidos

junio 10, 2022
Ecuacion de la energia mecanica de fluidos

Derivación de la ecuación energética

Si tuvieras un fluido ideal (con viscosidad nula), entonces la diferencia de energía potencial aparecería como energía cinética del fluido (sobre todo el del tanque originalmente vacío). En otras palabras, tendrías algún tipo de movimiento del fluido en ese tanque (probablemente algunos vórtices a gran escala, y posiblemente otros, dependiendo de los parámetros del experimento; también podrías tener un flujo turbulento, generando una cascada de vórtices cada vez más pequeños) que, en ausencia de viscosidad, persistiría para siempre. Con la viscosidad, la energía cinética se disipará y se convertirá en calor y cualquier movimiento acabará cesando en el límite asintótico.

Y, sí, de nuevo dependiendo de cómo se lleve a cabo exactamente este experimento, podrías tener una solución oscilante en la que la energía potencial se convierta en energía cinética y vuelva a convertirse en energía potencial, de forma análoga a lo que ocurre con un péndulo mecánico. Sin embargo, en la mayoría de los casos, el sistema de fluidos tiene muchos, muchos más grados de libertad que un simple péndulo mecánico, y la energía se propagará en consecuencia dentro de un espacio de configuración mucho más complejo, incluso potencialmente infinito.

Fórmula de la ecuación energética

La velocidad no tiene necesariamente un perfil de tapón a la entrada y a la salida de un volumen de control y las áreas de la sección transversal también pueden diferir a la entrada y a la salida de un CV. Las variaciones en las secciones transversales de los conductos de flujo y los perfiles de velocidad deben tenerse en cuenta para calcular la caída de presión correcta debida a las pérdidas viscosas. Por lo tanto, las integrales de superficie tienen que ser calculadas considerando estas variaciones:

{\displaystyle {\dot {Q}}= {\dot {m}(u_{2}-u_{1})+{\dot {m}left({\frac {P_{2}}{rho }}- {\frac {P_{1}}{rho}} {{directo})+{{punto{m}}izquierda(\frac {{barra}{2}^{2}}-{alfa}{{1}{barra}{2}}{directo})}

{P_{1}+alfa _{1}{rho} {{barra {U}{2}}+rho gz_{1}=P_{2}+alfa _{2}{rho} {{barra {U}{2}}+rho gz_{2}} energía mecánica, más la diferencia entre P_{v} y P_{v}. _{Presión}+Delta P_{v}+Pérdidas de viscosidad}

En estos problemas, las tuberías y los componentes pueden tener áreas diferentes, por lo que las pérdidas de presión en cada tubería y componente deben calcularse por separado. Además, puede haber componentes con propiedades desconocidas.

Ecuación de conservación de la energía fluidos

La ecuación general de la energía es una extensión de la ecuación de Bernoulli para tener en cuenta las adiciones, sustracciones y pérdidas de energía de las bombas, los motores y la fricción, respectivamente. Seguiremos trabajando en términos de altura o de energía por unidad de peso del fluido en el sistema.

En este curso no consideraremos los efectos del calor transferido hacia o desde el fluido. La energía que se pierde cuando el fluido se desplaza por tramos rectos de tubería o a través de valores y accesorios es proporcional a la altura de la velocidad en las proximidades de la pérdida

Un fabricante de una bomba de engranajes informa que se necesitan 1,2 CV para bombear 10 gpm de aceite (sg=0,90) a una altura total de 400 pies. ¿Cuál es el rendimiento (en porcentaje) de esta bomba en estas condiciones de funcionamiento?

Ecuación de energía mecánica de fluidos pdf

La ecuación de Bernoulli muestra cómo varían la presión y la velocidad de un punto a otro dentro de un fluido que fluye. Dice que la energía mecánica total del fluido se conserva mientras viaja de un punto a otro, pero parte de esta energía puede convertirse de energía cinética a energía potencial y su inversa mientras el fluido fluye. En la dinámica de fluidos, que es el estudio del movimiento de los fluidos y sus fuerzas externas y resistencias internas asociadas, la ecuación de Bernoulli relaciona la presión con la energía. La ecuación de Bernoulli establece que en un fluido ideal, cuando el flujo es uniforme y continuo, la suma de la presión, la energía cinética y la energía potencial de un fluido es constante.

El principio de Bernoulli establece que la suma de la PRESIÓN Y la energía POTENCIAL y la energía cinética de un fluido POR UNIDAD DE VOLUMEN que fluye por un tubo es constante. A una mayor energía asociada a la presión del fluido corresponde una menor energía CINÉTICA Y POTENCIAL. La disminución de la presión cuando aumenta la velocidad del fluido (Y VICE VERSA) se denomina efecto Bernoulli .

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