FLUJO DE FLUIDOS EN OPERACIONES UNITARIAS 1.- OBJETIVOS: Aprender a conocer los flujos de fluidos parte de un proceso al nivel de un laboratorio 2.- FUNDAMENTO TEORICO:
El flujo de fluidos es una operación operación sin la cual no se podría podría integrar un conjunto de Operaciones y procesos unitarios, que constituyen una secuencia de transformaciones físicas y Químicas en la materia materia prima para la elaboración elaboración de un producto y el transporte de los materiales de un punto a otro (Flujo de fluidos), forma parte importante de los los procesos. procesos. El flujo de fluidos se hace hace dentro de ductos y tuberías. Por un lado, el flujo de fluidos por el interior de conducciones (o flujo interno), tanto Para líquidos como para gases, junto con los correspondientes equipos de impulsión (bombas) y aparatos para controlar el flujo como el contometro que tiene la funcionalidad de controlar la cantidad de volumen en en un determinado tiempo (caudal). El movimiento de los fluidos tiende a perder velocidad debido al rozaminto que ejerce ejerce al contacto de la pared de la tubería que lógicamente es aspera, esto también se considera en los cálculos que hagamos y asi obtener resultados optimos optimos , casi precisos. El flujo interno tiene su aplicación fundamental en el transporte de fluidos de un punto a otro mediante tuberías que pueden ser de plástico , metal , aluminio , aleaciones ,etc.
3.-PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 3.1.-MATERIALES
Envase de 1L graduado Vernier metalico Agua Tubería Cronometro
3.2-METODOS I. II. III. IV. V.
Medimos el diámetro de la tubería con el vernier metálico Colocamos el envase de 1L bajo la tubería o caño como se podría decir Abrimos la llave de nuestro caño para recibir el agua en nuestro envase Medimos la cantidad de tiempo que demora en llenar 1L de agua con nuestro cronometro Realizamos el experimento 4 a más veces pero con una presión de salida de agua constante
4.-RESULTADOS Y DISCUSIONES
Diámetro de la tubería = 1.25cm El siguiente cuadro muestra el tiempo necesario para llenar 1L de agua en el envase T1 T2 T3 T4
0.15 0.16 0.16 0.16
1
1
1
1
tiempo para cada volumen 0.16 0.16 0.16
0.15
0.16 0.158 0.156
o0.154 p m 0.152 e i t 0.15 0.148 0.146 0.144 1
2
3
volumen
De los siguientes datos podemos hallar el flujo volumétrico: Si se sabe que t prom=15.75 y que el volumen es : 1L Sabemos que 1L contiene 0.001m3 Aplicando la ecuación = =
. .
= 6.34910−
Para determinar el flujo másico: Si se sabe que 1L de H2O es igual a 1Kg entonces podemos deducir Aplicando la ecuación: =
=
1 15.75
4
= 6.34910−
Determinando el numero de REYNOLDS =
D=diámetro del tubo (1.25x10-2m) µ=
viscosidad del agua (1kg/m.s)
v=velocidad de flujo ρ= densidad del agua (1000kg/m
3
)
para determinar la velocidad del fluido aplicamos la siguiente formula =
Donde: A1= área de la tuberia A2=área del recipiente V1=velocidad del agua en la tuberia V2=velocidad del agua en el recipiente
Si se sabe que : =
Donde: V=velocidad del agua en el recipiente A= área del recipiente Podemos determinar que : =
A1=1.9625x10-2m2 −
= 6.34910
Entonces : 1.962510− = 6.34910− = 0.3235/
Reemplazando en la ecuación de REYNOLDS
=
10001.2510−0.323510− 1 = 0.0404
4.1.-DISCUSION I. II. III.
La densidad del agua varia con la temperatura existen tablas que nos pueden ayudar a resolver estos problemas El número de Reynolds es una unidad adimensional por lo tanto no tiene unidades Los datos pueden variar ligeramente para ello se usa una presión constante con la que sale agua de esta tubería
5.-RECOMENDACIONES I. II. III.
Tener una presión constante de la tubería Tener un control exacto del tiempo Usar tablas de densidad del agua para tener mucho más exactitud
6.-CONCLUSIONES Esta parte del proceso se determinó que la ecuación de Reynolds es fundamental para determinar un correcto análisis de un fluido Y también es importante tener y tomar en cuenta los datos más precisos ya que depende mucho que obtengamos los resultados óptimos.
7.-BIBLIOGRAFIA: Operaciones unitarias. [ En línea ]procesos químicos ,primera cara,[ 2 de enero del 2016 ],Disponible
en
:
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/332569/MODULO_332569_EXE/operaciones_unitarias_y _clasificacin.html Tipos de operaciones unitarias .[ En línea ] Flujo de fluidos , t ercera hoja , [ 1 de enero del 2016 ] , Disponible
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http://www.academia.edu/7012415/TEMA_4_Tipos_de_Operaciones_Unitarias_Operaciones_Uni tarias_Tema_4_Tipos_de_Operaciones_Unitarias_Profesor_Sr Flujo volumétrico . [En línea ], Wikipedia, caudal , primera ventana , [ 2 de enero del 2016 ] , Disponible en : https://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_volum%C3%A9trico Flujo masico , [ En línea ] Wikipedia ,primera ventana, [ 1 de enero del 2016 ] , Disponible en : https://es.wikipedia.org/wiki/Gasto_m%C3%A1sico Numero de Reynolds ,[ En línea ] Wikipedia , primera ventana, [ 1 de enero del 2016 ] , Disponible en : https://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_de_Reynolds
8.-ANEXOS : 1. NUMERO DE REYNOLDS El número de Reynolds (Re) es un número adimensional utilizado en mecánica de fluidos, diseño de reactores y fenómenos de transporte para caracterizar el movimiento de un fluido.
o equivalentemente por:
donde:
: densidad del fluido : velocidad característica del fluido : diámetro de la tubería a través de la cual circula el fluido o longitud característica del sistema : viscosidad dinámica del fluido : viscosidad cinemática del fluido (m²/s)
2.
FLUJO MASICO
El Gasto másico o Flujo másico o Caudal másico, en física e Ingeniería, es la magnitud que expresa la variación de la masa en el tiempo a través de una área específica. En el sistema Internacional se mide en unidades de kilogramos por segundo. En el sistema ingles se mide en Libras por segundo. el símbolo común es m (pronunciado "eme punto"). Matemáticamente es el diferencial de la masa con respecto al tiempo. Se trata de algo frecuente en sistemas termodinámicos, pues muchos de ellos tuberías, toberas, turbinas, compresores, difusores, actúan sobre un fluido que lo atraviesa. Su unidad es el kg/s Se puede expresar el caudal másico como la densidad ( , que puede estar en función de la posición,
) por un diferencial de volumen:
donde: =
Gasto másico
= Densidad del fluido = Velocidad del fluido = Área del tubo corriente
3. FLUJO VOLUMETRICO El caudal volumétrico o tasa de flujo de fluidos es el volumen de fluido que pasa por una superficie dada en un tiempo determinado. Usualmente es representado con la letra Q mayúscula. Algunos ejemplos de medidas de caudal volumétrico son: los metros cúbicos por segundo (m3/s, en unidades básicas del Sistema Internacional) y el pie cúbico por segundo (cu ft/s en el sistema inglés de medidas). Dada un área A, sobre la cual fluye un fluido a una velocidad uniforme v con un ángulo dirección perpendicular a A. En el caso de que el caudal sea perpendicular al área A, es decir, volumétrico es:
, la tasa del flujo
desde la
CUESTIONARIO: ¿COMO UD. DISEÑARIA UN SISTEMA DE SEGURIDAD PARA DICHA PLANTA?
Adecuando estratégicamente el sistema para mejor desempeño y no tener problemas . NARANJA VERDE GRIS AZUL AMARILLO CAFE BLANCO
TUBERIA DE LA LECHE OXIGENO AGUA CALIENTE AGUA FRIA CONSERVANTES CONDENSADO AL VAPOR SISTEMAS DE REFRIGERACION
¿EN QUE CREE UD. QUE SE UTILIZARIA ESTE SISTEMA?
Introducirlo más que nada en alimentadores de fluidos. ¿EN QUE INDUSTRIAS DE LA LOCALIDAD SE UTILIZA ESTA PLANTA?
Esta implementado en la industria de la leche el cual son los conductos que proveen, abastecen, suministran de flujos distintos ya sea insumos, etc. RELACIONA COLORES DE ESTA PLANTA Y LOS COLORES QUE SE UTILIZAN EN LA SEGURIDAD INDUSTRIAL COLOR ROJO AMARILLO VERDE AZUL
SEGURIDAD INDUSTRIAL PROHIBICION ADVERTENCIAS CONDICION SEGURA OBLIGACION
TUBERIA DE PLANTA GRIS,CAFÉ,BLANCO AMARILLO,NARANJA AZUL VERDE
