Propiedades de los fluidos y ecuaciones fundamentales de un flujo

Propiedades de los fluidos

¿Qué es una propiedad intensiva y una propiedad extensiva en los fluidos?

Propiedades intensivas:

• No dependen de la masa (Densidad, Peso específico, Calor específico, Energía interna)

Propiedades extensivas:

• Dependen de la cantidad de masa. (Volumen, masa)

¿De qué parámetros adimensionales depende el factor de fricción f?

Depende de:

• F=f(Re, E/D); Donde Re: Nº de Reynolds y E/D: Rugosidad relativa

¿En qué parámetros del nº de Reynolds se considera un flujo en transición?

• Re < 2000
• 2000 < Re < 4000
• Re > 4000 turbulento

¿Cuál es la peligrosidad de no considerar el término NPSH en sus cálculos de bomba?

La peligrosidad primeramente es que hay una gran probabilidad de que la bomba comience a cavitar, además, que la bomba no alcanzará la altura geométrica requerida

NPSH: Altura de succión positiva

Si se tiene una turbina Pelton A con un número de revoluciones específicas Ns= 10 y una B con Ns=40

• Más cucharas: A (y más pequeñas)
• Mayor caudal: B
• Mayores saltos: A

¿Qué es un volumen de control y un sistema cerrado?

• Sistema abierto (volumen de control): Región ficticia que encierra el medio o sistema en estudio, permite a través de sus fronteras el paso de masa (calefón)
• Sistema cerrado: Es aquel cuya masa no varía durante un cambio de situación física (masa permanece intacta) (Globo, batería auto)

¿Qué significado tiene el nº de Reynolds?

Permite determinar en primera instancia cómo será el flujo del sistema laminar, transición o turbulento. Posteriormente nos ayuda a obtener el coeficiente de fricción para determinar las pérdidas de carga.

Indique relación entre presiones absolutas y relativas (manométricas y vacuométricas)

• Pabs = Patm +/- Prelativa
• La presión absoluta no puede ser negativa

¿Qué es un sistema, cuáles son los componentes que lo conforman y cuáles son las posibles interacciones entre este y el medio circulante?

Un sistema se define como la porción de materia a estudiar. A la superficie, real o imaginaria que limita al sistema con el medio se le denomina frontera o límite. El conjunto de sistemas que interactúan e influyen sobre el sistema se denominará medio exterior. El medio ambiente puede formar parte del medio exterior. La influencia sobre el sistema puede ser térmica o mecánica.

¿Cuál es el uso del nº específico de revoluciones en las turbinas hidráulicas?

La velocidad específica Ns es el número de revoluciones que daría una turbina semejante a la que se desea buscar, sirve para clasificar las turbinas según su tipo

• 5 a 30 (Pelton con 1 inyector)
• 100 a 200 (Francis normal)
• Más de 500 (Kaplan)

Indique 3 tipos de turbomáquinas según la dirección del flujo en el rodete

• Turbina axial
• Bomba radial
• Turbina mixta
• Formule la ecuación de rendimiento para cualquier equipo, según la def explicada en clase
• N = F(obj)/F(costo) x 100

¿Cuál es la principal función de una tobera?

Reducción de sección. Cuanto más se reduzca la sección 'S' de la salida, menor será el caudal, mayor la velocidad, menor la presión y menor Hr (pérdida de carga)

Nombre, formule y de una breve explicación de las 3 ecuaciones fundamentales de un flujo

• Ec. de continuidad (conservación de la masa)
• Flujo permanente,
• m = m1 = m2 ; P1Q1 = P2Q2 = PQ
• En líquido P1 = P2 = P
• Q = V1S1 = V2S2
• Ec de energía (conservación de energía)
• Líquido en reposo (energía de presión y de posición)
• Energía líquido en reposo= P1/ll + z1 = P2/ll + z2
• Líquido en movimiento (se suma energía cinética)
• H= (V^2)/2g + P/ll + z
• Ec de la cantidad de movimiento (conservación de la cantidad de movimiento)
• Sum(F) = m x a

Describa el modelo de viscosidad de Newton (viscosidad (u): resistencia que presenta el fluido para desplazarse)

LEY de Newton de la viscosidad

La resistencia debido a la viscosidad depende, además de la variación de la velocidad entre capas: Velocidad de deformación (dv/dy)

Ej: No es lo mismo intentar sacar una cuchara de un tarro de miel despacio que rápido (mayor resistencia)

A dicha resistencia, por unidad de superficie, que aparece entre dos láminas deslizantes, donde

• dv: variación de velocidad
• dy: separación
• T = u x Dv/dy 'esfuerzo cortante' Ley de Newton