Análisis de sistemas de bombeo y transferencia de calor

Introducción

Para la i1:

Lo que hicimos fue en primer lugar ponerle letras a las entradas y salidas de los ductos (cambios de diámetro). Luego le ponemos letras a los nodos. Y número a las líneas de flujo. Con esto planteado procedemos a estableces las ecuaciones de conservación de masa.

I2:

Realizamos las ecuaciones de con Energía pero en términos de cabezal ósea. Con esto vamos a tener que el cabezal del sistema será función de constantes por el caudal al cuadrado. Con la expresión para el cabezal del sistema lo igualamos al cabezal de la bomba para encontrar el punto de operación. Con el punto de operación podemos evaluar el trabajo de la bomba y así determinar el trabajo de freno. Con la ecuación. Ahora para calcular la cavitación hacemos Bernoulli hasta la entrada de la bomba o punto de succión, en este caso la bomba no funciona por lo tanto su trabajo es cero y es como Bernoulli de la i1. Con esta ecuación de Bernoulli despejamos la presión de succión. Ahora con la definición de PhD. Podemos determinar el PhD reemplazando el ps obtenido por Bernoulli en la definición de PhD. Ahora ese valor debe ser mayor que el NPSHr*1,25 de manera que no haya cavitación. Por otro lado la velocidad especifica se determina a través de la definición de esta con la ecuación. Sin embargo debemos encontrar primero el BEP (punto más eficiente de la bomba) para esto derivamos con respecto a Q la ecuación de la eficiencia. Luego con análisis de afinidad podemos determinar cambios en las distintas propiedades de la bomba.

I3

Suponiendo que no me dan las temperaturas de salida. Como no tengo las tem de salida tengo que suponer una ej TFs. Con esta temperatura puedo obtener la Tsc suponiendo una temperatura media tmf y tmc. Ya que con estas temperaturas medias puedo calcular el calor específico y así determinar un q de partida. Ahora me pongo a calcular los h. Para eso necesito una temperatura media. Con esta temperatura media evaluó el calor específico la densidad para sacar la velocidad y así también sacar el Reynolds. Evaluando Reynolds. Veo si puedo usar la ec de SJ. Ahora bien para flujos internos debemos corregir la correlación de nusselt. Además nuselt se define como. Determinado estos h puedo obtener el U. Con el U puedo obtener el NUT ya que conozco el área total de TC con el NUT calculo la efectividad y con la efectividad calculo el q nuevo para volver a iterar. Es decir sacar nuevas temperaturas de salida. En el caso de haber aletas es la misma idea solo que el área de transferencia de calor aumenta. Ojo: se debe considerar diámetro hidráulico para evaluar las cosas y para las aletas se debe definir su área de manera de tener la eficiencia y a su vez como se comportan. Además se puede pedir calcular la caída de presión esta básicamente se obtiene de la ecuación típica: