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1994-Jun-No:13
[Tema 2]
[Índice]
El sistema que que se muestra muestra en la figura figura corresponde corresponde a dos discos paralelos paralelos horizontales horizontales con un orificio orificio central. Sean R EXT radios exterior exterior (de los discos) e interior interior (de los los agujeros agujeros centrales), respectivame respectivamente, nte, donde donde EXT y R INT INT los radios R EXT centrales, fluye en dirección radial por el espacio comprendido comprendido EXT >> R INT INT . Un líquido entra por los agujeros centrales, entre entr e ambo ambos s disco discos s y sale finalme finalmente nte a la atmósfe atmósfera. ra. Simp Simplifíq lifíquen uense se las ecua ecuacion ciones es de continu continuidad idad y movimi movimiento ento que se dan a continuación continuación indicando en el espacio en blanco blanco los fundamen fundamentos tos para para tales suposicione suposiciones. s. Escriba también las condiciones límite que emplearía para para integrar dichas ecuacione ecuaciones. s. Respuesta (+8)
1 1 ( rv r ) ( v ) ( v z ) 0 t r r z r 1 Ecuación de Movimiento: 1 Ecuación de Continuidad:
v r 1 v r v v r v 2 v r p 1 2v r 2 v 2v r t v r r r r v z z r r r r rv r r 2 2 r 2 z 2 gr 2 1 3 4 5 1 v v v v r v v 1 p v 1 2v 2 v r 2v v r v z 2 g r v 2 2 2 r z r r r z r r t r r r 2 1 4 2 4 2 5 1 v z 1 2v z 2v z v v v v p v z v r z z v z z 2 2 gz r 2 r z z r z t r r r r 2 2 1 [1] Régimen estacionario. [2] Anális Análisis is del perfil de velocid velocidad: ad: v z z = v = 0, v r r (r,z) 0 f(r) [3] Según la ecuación de continuidad: rv r r f(r) = 0 [4] Simetría Simetría cilínd cilíndrica: rica: / = [5] Plano r en horizontal. en Condiciones límite: 1) Hay que conocer la presión en un punto del fluido. 2) Según la ecuación de continuidad rv r r = f(z). Hacen falta dos condiciones en z : z v r 0 z v r 0
1994-Sep-No:9
[Tema 2]
Considérese un líquido que fluye radialmente entre dos envolturas cilíndricas de un material poroso. Admitiendo régimen laminar e isotérmico, simplifíquense las ecuaciones de continuidad y movimiento que se presentan a continuación y que representarían dicho proceso. En el cuadro en blanco se presentará una relación numerada de las condiciones utilizadas en la simplificación, anotando debajo de cada término que se desprecie el número de condición utilizado para su eliminación. (NOTA: admítase que la diferencia de presiones entre los cilindros interior y exterior no cambia con la altura z ). Respuesta (+5)
[Índice]
R 2 R 1
Ec. Continuidad:
1 1 ( rv r ) ( v ) ( v z ) 0 t r r z r 1 2 2 Ec. Movimiento:
v r v r v v r v2 v r t v r r r r v z z 2 2 2 1
1 p 1 2v r 2 v 2vr 2 gr rv r 2 2 2 r z r r r r r 4 2 2 5 3
v v v v r v v v v z v r r z r r t 1 2 v v v v v z v r z z v z z r z r t 1 2
1 v z p z r r r r 2
1 2v z 2v z 2 gz 2 z r 2
[1] Régimen estacionario. [2] Análisis del perfil de velocidad: v z v 0, v r (r ) 0 (admitiendo que la diferencia de presiones no cambie en z : /z = 0 y v r no será función de z ). [3] Según la ecuación de continuidad: (rv r ) /r = 0 [4] Simetría cilíndrica: / = 0 [5] Cilindro vertical. ¿Qué condiciones límite utilizaría para integrar las ecuaciones resultantes? Respuesta (+3)
1) Se debe conocer la presión en un punto del fluido. 2) Según la ecuación de continuidad el perfil de velocidad es de la forma: v z = constante /r. Bastará con conocer la velocidad en un punto del fluido, o el caudal.