Fluidomecànica – Càlculs bàsics transport de fluids

CÀLCUL BÀSIC DEL FLUX D'ENERGIA NECESSARI, Per portar un fluid per un conducte PRESSIÓ.

Transportar un fluid per un conducte exigeix ​​disposar d'energia suficient per vèncer les pèrdues per fricció originades en el seu moviment, així com arribar al punt de descàrrega amb el cabal, pressió i alçada requerits.

Propietats inherents al fluid, Viscositat Dinàmica (?), Densitat (?), així com el règim de Transport; Laminar regimental (nombre de Reynolds / Re) (Re < 2000), Règim Turbulent (Re > 4000); les característiques del conducte, Longitud (La), Diàmetre Interior (D), i Rugositat absoluta (?), influeixen de manera determinant en el càlcul d'aquest valor.

El Cabal (Q = m3 / s), relacionat amb la secció transversal interior, ens determina la Velocitat mitjana (v = m / s), amb la qual el fluid s'ha de transportar.

El tipus de canonada emprada i el material constitutiu, ens informa sobre la Rugositat absoluta, o imperfeccions internes del conducte, amb les quals es troba el fluid en el seu desplaçament. La capa més propera a aquesta superfície interna, anomenada Capa Límit, és on s'originen els majors esforços tallants, deguts a un major gradient de velocitat i per tant majors pèrdues.

En la majoria dels casos, els valors de velocitat ens porten a nombres de Reynolds elevats, amb transport en règims altament turbulents, on els valors dels Coeficients de Fricció (F) es determinen amb predomini de la Rugositat Relativa. El càlcul es realitza amb el Equació de Coolebrok-White, o utilitzant el Moody diagrama.

Expressió de Coolebrok-White

Obtingut el Coeficient de Fricció; en l'expressió de Darcy-Weisbach, podem calcular la Pèrdua de Càrrega (CV = m) en metres de columna de fluid (Juliols / Newton). El seu significat està relacionat amb la quantitat d'energia que perdem (J) per unitat de pes de Fluid (N) que transportem en el conducte.

L'expressió de Darcy-Weisbach

Si multipliquem aquest valor per l'acceleració de la gravetat (g = m/s2), el valor obtingut representa l'energia perduda (J) per unitat de massa transportada (kg). Ep = J / kg

Conegut el Cabal i al seu torn el flux màssic (m = ?Q) (Kg / s), si fem el producte d'aquest valor, per l'energia pèrdua per unitat de massa (hf.g) , trobem l'energia que necessitem aportar al fluid per unitat de temps (Flux d'Energia), per poder superar les pèrdues originades en el seu transport, i obtenir alhora la caiguda de pressió, a l'altura de la secció de descàrrega.

Conclusió: Garantir aquest flux d'energia, significaria instal · lar en la conducció una bomba que aporti en règim permanent aquesta potència al fluid que transportem. Wp (J / s = watts).

T'ha agradat aquest article? SUBSCRIVIU i estaràs al dia amb tots els articles del bloc, CLIQUEU AQUÍ.