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Ejercicio de Mecánica de Fluidos En la figura 6.35 ilustramos un sistema donde fluye agua desde un tanque a través de un sistema de tuberías de distintos tamaños y elevaciones. Para los punt…Descripción completa
LABORATORIO DE PERDIDAS DEBIDO A FRICCION Y ACCESORIOS
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Descripción: DINÁMICA DE FLUIDOS Propiedades de los Fluidos. Cinemática de fluidos. Leyes de conservación Flujo Potencial. Semejanza dinámica.
Departamento Departamento de Fisica Aplicada I Escuela Universitaria Politecnica
TECNOLOGiA DE FLUIDOS Y CALOR TABLAS DE MECANICA DE FLUIDOS
agua...................................... ................................... ................................ ............................... ................................... ................................... ......................... ......... 1 A. Propiedades del agua.................... .......................................................... ................................... ................................ ................................ .................... ..... B. Propiedades de liquidos comunes ......................................
2
aceites lubricantes de petr6leo petr6leo ......................................... 3 C. Propiedades tipicas y grados de viscosidad de aceites ....................................................... ................................. ............................... ................... .... D. Variaci6n de la viscosidad con la temperatura ......................................
4
....................................................... ................................ ................................ ................................... ................................... .......................... .......... 5 E. Propiedades del aire....................................... 40................................................................... ................................... ............................ ............ F1. Dimensiones de tubos de acero Calibre Calibre 40................................................
6
F2. Dimensiones de tubos 80................................................................ .................................... ............................... .............. tubos de acero Calibre 80............................................. 7
.......................................................... ................................... ................................... ................................ .................. G. Dimensiones de tuberias de acero ..........................................
8
tipo K ..................................... ..................................................... .................................... .................................... ......................... ......... 9 H. Dimensiones de tuberias de cobre tipo ........................................................ .................................... .................................... ............................ ............ 9 I. Dimensiones de tubos tubos de hierro hierro ductil ........................................ ......................................................... .................................... .................................... ................................... ............................... ................. 10 J. Factores de Conversi6n ......................................
K. Perdidas de carga lineales. ..................... ............................... .................... .................... ..................... .................... .................. .................. ................... .................... ................... ........... 11 ........................................................ .................................... ................................... ....................................... .............................. .......... 12 L. Perdidas de carga loc ales. ....................................
(Fuente principal: Mecanica de fluidos aplicada. R.L. Mott.
4a
ed. Prentice Hall)
Tecnologia de Fluidos y Calor. Tablas de Mecanica de Fluidos.
1
A. Propiedades del agua A.1 Unidades S.I. ( pabs = 101 kPa)
Peso especffico Temperatura (oC)
A.2 Sistema Britanico de Unidades ( pabs = 14.7 lb/pulg2)
y
(kN/m3)
Peso especffico Temperatura (oF)
Viscosidad dinamica Densidad
µ
(kg/m3)
p
(Pa·s) 6 2 (N·s/m )
Densidad
Viscosidad dinamica
Viscosidad cinematica
v 2
(m /s)
Viscosidad cinematica
y
p
µ
v
(lb/pie )
(slugs/pie )
(lb-s/pie )
(pie /s)
.
B. Propiedades de lfquidos comunes B.1 Unidades S.I. ( pabs = 101 kPa; T = 25 °C)
B.2 Sistema Britanico de Unidades ( pabs = 14.7 lb/ pulg2, T = 77
Viscosidad dinamica
Gravedad Peso especffica 6 Densidad especffico relativa y sg (kN/m3)
Densidad relativa sg
y
µ
p
(Pa·s) 6 (N·s/m2)
(kg/m3)
Peso Gravedad especffico especffica 6
°F)
Densidad
3
(lb/pie )
Densidad
Viscosidad dinamica
p
µ
3
(slugs/pie ) (lb-s/pie2)
Tecnologia de Fluidos y Calor. Tablas de Mecanica de Fluidos.
C. Propiedades tfpicas y grados de viscosidad de aceites lubricantes de petr6leo
3
Depto. Fisica Aplicada I. Escuela Universitaria Politecnica. Universidad de Sevilla.
s
D. Variaci6n de la viscosidad con la temperatura
Temperatura T ( oC)
5
Tecnologia de Fluidos y Calor. Tablas de Mecanica de Fluidos.
E. Propiedades del aire E.1 Propiedades del aire a presi6n
atmosferica Temperatura (oC)
Densidad
Peso especffico
p
y
3
(kg/m )
3
(kN/m )
Viscosidad dinamica
µ (Pa·s) 6 (N·s/m2)
Viscosidad cinematica
v
(m /s)
Las propiedades del aire para condiciones estandar a nivel del mar son las siguientes: T = P =
15°C 101.325 kPa = 1.225
p kg/m3 y 12.01 = 3 N/ m µ = 1.789 x 10-5 Pa · s 1.s6 x 10-5 v = m2 /s
E.2 Propiedades de la atm6sfera Unidades S.I. Altitud Temperatura Presi6n (kPa) (oC) (m)
Densidad 3 (k g/m )
2
Sistema Britanico de Unidades Presi6n Densidad Altitud Temperatura 2 3 (lb/pulg ) (slugs/pie ) (oF) (pies)
Depto. Fisica Aplicada I. Escuela Universitaria Politecnica. Universidad de Sevilla.
t
Fl. Dimensiones de tubos de acero Calibre 40
Tamaño nominal de la Diametro exterior tuberf a (pulgadas) (pulg) (mm)
Grosor de la pared (pulg)
(mm)
Diametro interior (pulg)
(pie)
Area de flujo (mm)
2
(pie )
2
(m )
7
Tecnologia de Fluidos y Calor. Tablas de Mecanica de Fluidos.
F2. Dimensiones de tubos de acero Calibre 80
Tamaño nominal de la Diametro exterior tuberf a (pulg) (pulg) (mm)
Grosor de la pared (pulg)
(mm)
Diametro interior (pulg)
(pie)
Area de flujo (mm)
2
(pie )
2
(m )
Depto. Fisica Aplicada I. Escuela Universitaria Politecnica. Universidad de Sevilla.
i
G. Dimensiones de tuberfas de acero
Diametro exterior
Grosor de la pared
(pulg)
(pulg)
(mm)
(mm)
Diametro interior (pulg)
(pie)
Area de flujo (mm)
(pie2)
(m2)
9
Tecnologia de Fluidos y Calor. Tablas de Mecanica de Fluidos.
H. Dimensiones de tuberfas de cobre tipo K Tamaño nominal (pulg)
Diametro exterior (pulg)
(mm)
Grosor de la pared (pulg)
(mm)
Diametro interior (pulg)
(pie)
Area de flujo (mm)
(pie2)
(m2)
I. Dimensiones de tubos de hierro dúctil Tamaño nominal (pulg)
Diametro exterior (pulg)
(mm)
Grosor de la pared (pulg)
(mm)
Diametro interior (pulg)
(pie)
Area de flujo (mm)
2
(pie )
2
(m )
Depto. Fisica Aplicada I. Escuela Universitaria Politecnica. Universidad de Sevilla.
IC
J. Factores de Conversi6n Magnitud Unidad Inglesa Longitud
I pie
Sfmbolo
Unidades equivalentes
= 0.3048 metros
m
−
= I4.59 kilogramos
kg
−
Unidad S.I.
Masa
I slug
Tiempo
I segundo
= I.0 segundo
s
−
F uerza
I libra (lb)
= 4.448 newtons
N
kg · m/s
Presion
I lb/pulg2
= 6895 pascales
Pa
N/m2 6 kg/m · s 2
Energia
I lb-pie
= I.356 julios
J
Potencia
I lb-pie/s
= I.356 vatios
w
N · m 6 kg J/s
2
2 2
· m /s
Tecnologia de Fluidos y Calor. Tablas de Mecanica de Fluidos.
II
K. Perdidas de carga lineales. Ecuaci6n de Darcy 2
L v h L = f x x D 2 g
ts r (Ley de Poiseuille) I - Regimen laminar: f = �� Re - Regimen turbulento: diagrama de Moody
Material
Rugosidad,
Vidrio, plastico Cobre, lat6n, pl omo (tuberia) Hierro fundido: sin revestir Hierro fundido: revestido de asfalto Acero comercial o acero soldado Hierro forjado Acero remachado Hormig6n
C.C (suave) I.5 x IC-t -s 2.s x IC I.2 x IC-s -5 s.t x IC -t s.t x IC I.i x IC-3 I.2 x IC-3
Diagrama de Moody
ε
(m)
Yi
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L. Perdidas de carga locales. i
v h L = K i g
LI. Dilataci6n súbita.
L2. Dilataci6n gradual.
Tecnologia de Fluidos y Calor. Tablas de Mecanica de Fluidos.
L3. Contracci6n súbita.
D J I D 2
L4. Contracci6n gradual.
y�
yi
Depto. Fisica Aplicada I. Escuela Universitaria Politecnica. Universidad de Sevilla.
L5. Perdida de salida de una tuberfa a un dep6sito.
l
K = y.C
�
h = y.C L
vy l g
L6. Perdida de entrada de dep6sito a tuberfa.
r I D 2
K
0
0.50
0.02
0.28
0.04
0.24
0.06
0.15
0.10
0.09
> 0.15
0.04
Bien redondeada
y5
Tecnologia de Fluidos y Calor. Tablas de Mecanica de Fluidos.
L7. Tipos de valvulas y uniones. Valvula de globo
Valvula de angulo
Valvula de verificaci6n tipo giratorio
Valvula de compuerta
Valvula de verificaci6n tipo bola
Conos de conducto
Valvula de mariposa
Tes estandar
LS. Coeficientes de resistencia para valvulas y uniones. Tipo
Longitud equivalente en diametros de conducto, Le I D
Valvula de globo - completamente abierta Valvula de angulo - completamente abierta Valvula de compuerta - completamente abierta - % abierta - ½ abierta - ¼ abierta Valvula de verificaci6n - tipo giratorio Valvula de verificaci6n - tipo de bola Valvula de mariposa - completamente abierta Codo estandar de 9C 0 Codo de radio largo de 9C0 Codo de calle de 9C 0 Codo estandar de i5 0 Codo de calle de i5 0 Codo de devoluci6n cerrada Te estandar - con flujo a traves de un tramo Te estandar - con flujo a traves de una rama Uniones y acoplamientos