continuo las materias Que nos indica el estado estacionario (circulación (circulaci ón estacionaria) estacionaria)? ? Que en balance de materia continuo o materiales entran continuamente a la zona del proceso y sale también de forma continua. al inicio del proceso proceso las condiciones se van modificando paulatinamente hasta alcanzar el estado estacionario después de un cierto tiempo esta condición estacionaria se caracteriza por la constancia de la propiedades intensivas ( presión, presión, temperatura y concentración) en cada punto. tubería es constante para intervalos de Circulación estacionaria es la cantidad de flujo que se descarga en una tubería tiempo (también iguales) cual es la diferencia entre proceso continuo y proceso discontinuo es un proceso continuo las materias o materiales que entran entran y salen continuamente a la zona del proceso y las propiedades propiedades intensivas son constante en cada ponto, en cambio en u proceso discontinuo discontinuo los materiales entran a la zona del proceso de una sola vez y salen después de un periodo de tiempo tiempo de la misma manera y existe una cantidad de materia que desaparece por por reacción química o por algún fenómeno físico dando lugar a otra fase en la misma proporción y además la propiedades intensivas varían con el tiempo de un punto punto a otro del del sistema sistema balance aparece un equilibrio estático es un hecho que si que es el equilibrio estático? Se refiere a que en todo balance dos sustancias diferentes se ponen en contacto se origina una tendencia a evolucionar en ambos, en la dirección de un estado determinado de equilibrio alcanzado este equilibrio no existe tendencia tendencia al cambio mientras no se modifiquen las condiciones externas. El El conocimiento de este este estado de equilibrio no permite predecir la evolución del sistema diferencia entre balance de materia y balance energía el balance de materia se refiere a un recuento más exacto posible de las materias o materiales que entran salen salen se acumulan aparecen o desaparecen en una determinada zona del proceso considerando un cierto tiempo transcurrido. En cambio el balance de energía es el cálculo de todo tipo de energía que entra sale o se acumula acumula en cualquier proceso. Un fluido en circulación circulaci ón que tipo de energía posee? Un fluido de circulación posee: energía cinética, energía potencial, energía interna, energía aportada por fuerzas externas. El régimen de circulación que tiene dependencia lineal como se denomina? se denomina flujo laminar o viscoso el régimen de circulación que tiene dependencia de 2º grado (correspondiente al coeficiente angular de 2º grado) se llama flujo turbulento o de venturi venturi como se denomina la circulación circulaci ón en condiciones intermedias? Se denomina régimen crítico o de transición. las pérdidas de carga por fricción tienes dos fenómenos superpuestos cuáles son? - por un lado las pérdidas pérdidas de carga por fricción son proporcionales a la velocidad del flujo en la tubería -por otra parte las pérdidas pérdidas de carga por fricción también son proporcionales al cuadrado de la velocidad del fluido en la tubería las viscosidad en los líquidos y en los gases cómo se comportan con la temperatura? En los líquidos la viscosidad disminuye por el aumento aumento de la temperatura. En los gases gases la viscosidad aumenta cuando aumenta la temperatura que es la viscosidad es coeficiente de proporcionalidad que relaciona una fuerza necesaria para poner un liquido en movimiento que es proporcional a la velocidad de desplazamiento desplazamiento del liquido liquido y el área e inversamente a la longitud. Es la resistencia que opone un líquido de su propia naturaleza a un esfuerzo esfuerzo de corte. Cuando las tuberías de transporte están bien aisladas de que régimen de flujo se trata se trata de un régimen de flujo adiabático que nos permite transformar en unidades que es el equivalente mecánico de calor (J)? es un coeficiente que mecánicas una variedad de magnitudes magnitudes que se observan en un balance de energía producto de las diferentes energías que intervienen intervienen en el proceso. De manera que estas energías puedan medirse medirse en unidades de longitud esto hace que también sean conocidas como alturas de energía energía o cargas de energía. energía. G=aceleración de la gravedad u= velocidad Las pérdidas de energía por fricción a que factores se deben? viscosidad longitud radio de la tubería densidad del fluido indique que es la velocidad critica inferior y superior la velocidad critica inferior es la velocidad a partir de la cual al disminuir la velocidad del régimen de circulación de un fluido por una tubería la dependencia es lineal o de 1 º grado. La velocidad critica superior es la velocidad a partir de la cual el régimen de circulación de un fluido por una tubería tiene dependencia dependencia de 2º grado o sigue el comportamiento comportamiento de una ecuación de 2º grado el flujo laminar o turbulento a que factores se atribuyen mayor importancia a la perdida de carga por fricción al aumento progresivo de la velocidad la cual va a depender de la naturaleza del fluido temperatura del fluido diámetro de la tubería y de la mayor o menor rugosidad de la tubería cuantos tipos de flujo conoce y cuáles son sus principales principal es características? Flujo laminar o viscoso: es un régimen de circulación que tiene dependencia dependencia lineal o describe una ecuación ecuación de 1º grado. El valor del número de Reynolds para este este flujo toma valores menores a 2000. La velocidad media es el 50% de la velocidad máxima. La velocidad de circulación del fluido es baja y las líneas de flujo flujo tienen dirección axial. El perfil de velocidades velocidades es parabólico con vectores de velocidad velocidad mínimo en las
paredes y que va creciendo hacia el centro del tubo donde tiene su máximo valor y la velocidad es paralela al eje del tubo tienen el mismo sentido pero varían en intensidad Flujo turbulento o veturi: es un régimen de circulación que tiene dependencia de 2º grado o sigue el comportamiento de una ecuación de 2º grado el numero de Reynolds para este flujo toma valores mayores a 4000 la velocidad media es el 80% de la velocidad máxima. El flujo de circulación es a altas velocidades y líneas de flujo se desorganizan por que el flujo es caótico. La velocidad no es paralela al eje del tubo no tiene un sentido definido y tiene distintas intensidades aun en un mismo punto. Flujo critico o de transición es u régimen de circulación en condiciones intermedias es decir entre el flujo laminar y el flujo turbulento el numero de Reynolds para este flujo toma valores entre 2000 y 4000 Cuáles son los valores del numero de Reynolds superior o inferior? Toma valores superior a 4000 (flujo turbulento) toma valores inferior a 2000(flujo laminar) Que características condicionan al flujo laminar las características que condicionan al flujo laminar básicamente depende de las propiedades del líquido y por lo tanto de las dimensiones del flujo. Con forme aumenta el flujo másico, las fuerzas de momento o de inercia también aumenta, las cuales son contra restadas por la fricción de la fuerzas viscosas dentro del liquido, y cuando estas fuerzas alcanzan el equilibrio producen cambios en las características del flujo y se concluye que las fuerzas de momento son función de la densidad, del diámetro de tubería y de la velocidad media del flujo. De que depende las fricción o fuerza viscosa? Depende de la viscosidad del liquido. Según esto la relación que existe entre fuerzas inerciales y las viscosas están representadas de la siguiente manera: fuerzas inerciales, fuerzas viscosas En función de que esta dada la perdida de carga por fricción? La perdida de carga por fricción va ser una función del tipo de régimen de circulación. Qué factores determinan el régimen de circulación? Las circunstancias del flujo pueden ser predeterminadas siempre y cuando tengamos el conocimiento del diámetro de tubería, la velocidad del flujo, la densidad y la viscosidad del flujo De qué factores depende la viscosidad? Depende de las propiedades de la tubería y de la naturaleza del fluido. Que es viscosidad másica? Es la cantidad de materias o materiales que atraviesan la sección de una tubería por una unidad de tiempo, cuando existe un régimen de circulación de flujo por un tubería. Que representa el numero de Reynolds? Representa un valor dimensional que define el tipo de régimen de circulación de un flujo por una tubería, el cual puede ser laminar turbulento o transición Que es numero de Reynolds? Es un numero a dimensional que se determina por la relación existente entra las fuerzas de momento o de inercia que aumenta a medida que aumenta el flujo másico en la tubería producto del aumento de la velocidad y las fuerzas viscosas dentro del liquido que por el producto de su fricción contra resta estas fuerzas de inercia. Y que cuando estas fuerzas alcanzan el equilibrio se producen cambios en las características del flujo, de la manera que las fuerzas de inercia son función del diámetro de la tubería, densidad de la velocidad media del fluido, y de la fuerza viscosa depende de la viscosidad del liquido. De que va a depender el punto de velocidad critica? va a depender de la temperatura, del diámetro de la tubería , de la naturaleza del fluido. Que es la capa limite? Es la capa que esta próxima a las paredes de la tubería que en una parte de fluido en un régimen en una franca turbulencia aun sigue desplazándose en régimen laminar en esta región ya que la velocidad sigue siendo insuficiente para llegar a la turbulencia en espesor de esta capa disminuye cuanto mayor es el grado de turbulencia Que parámetros se necesitan para calcular en número de Reynolds? es necesario conocer la densidad del fluido, velocidad del fluido, diámetro de la tubería y la viscosidad del flujo. Que entiende por diámetro óptimo económico (DOE) ya que cuanto menor sea el diámetro de una tubería mayor será las pérdidas de carga por fricción, lo que implica mayor gasto de energía, y que cuanto mayor sea el dímetro de la tubería menor será las pérdidas de carga por fricción y el costo de la energía será menor, pero implica mayor costo de la tubería y de instalación, por lo tanto el diámetro optimo económico es un diámetro que equilibra la eficiencia técnica con la economía. Indique 5 accesorios de la tubería? válvulas de tapón, válvulas de atajadero, válvulas de ángulo, unión de 100 grados, codos cerrados de 90 grados, codo medio de 90 grados, codo de 45 grados Los accesorios producen perdidas de carga como influyen? todos los accesorios producen perdidas de carga por fricción adicionales, influyen en la longitud total de la tubería ya que se calculan entre longitudes equivalentes cuyo valor se adicionan a la longitud total de la tubería, su cuantificación es de tipo grafico. Explique que es la rugosidad relativa? Es un factor que relaciona: la rugosidad absoluta del tipo de material con el que está fabricado la tubería, con su diámetro en pies
Que es la rugosidad de una tubería? El grado de imperfecciones que tiene las paredes de la superficie en el interior de una tubería producto de su fabricación que este valor que es a dimensional es diferente para cada tipo de tubería con a sido fabricada la tubería. Que es coeficiente de fricción es un coeficiente que depende del diámetro de la tubería de relación de rugosidad y numero de Reynolds equivalente al régimen de circulación con él se que se está trabajando. Este coeficiente con relación al cálculo de las pérdidas por fricción en un régimen de circulación de un fluido. Las pérdidas de energía por frotamiento en régimen de continuidad a que fenómenos se debe? Al aumento progresivo de la velocidad, la naturaleza del fluido, diámetro de la tubería. Que entiende por velocidad media de la tubería? Es la velocidad promedio de todo el conjunto de perfil de velocidades en el flujo y que dependerá el valor de la velocidad máxima ya que será el 50% de la velocidad máxima en un flujo laminar y el 80% de la velocidad máxima en un flujo turbulento. que es un régimen de flujo adiabático? Es un régimen de flujo donde no hay transferencia de calor, y este comportamiento es para tuberías que conducen gas y que están aisladas o con recubrimiento. Que fenómenos afectan la determinación de numero de Reynolds? la determinación del numero de Reynolds está afectada por las fuerzas de momento o de inercia que son función del diámetro de la tubería, densidad y velocidad media de la tubería, y además por la fricción o fuerza viscosa que depende de la viscosidad del liquido. Cuales son la unidades más comunes del coeficiente de frotamiento? El coeficiente de fricción no presenta unidades ya que es a dimensional. Un fluido en circulación contiene cierta cantidad de energía, en términos generales cuales son esta energías y porque están representadas? Estas energías son: energía cinética que es proporcional al cuadrado de la velocidad media, energía potencial cuyo valor numero de la elección de un nivel arbitrario de energía igual a cero, energía interna es la variación de la energía calorífica durante el proceso es decir la energía interna al final del proceso menos la energía al inicio del proceso, energía aportada por fuerzas externas es aportada por fuerzas exteriores al proceso y se denomina cargas de presión o carga estática. Cuál es la diferencia fundamental en la aplicación del teorema de bernolly entre gases y líquidos? En la aplicación a líquidos se considera que el flujo es isotérmico además que la mayoría de los líquidos son poco compresibles y por hecho su volumen específico es c te. y bajo este criterio se diseña los sistemas de transporte o cuando las tuberías no están aisladas. en la aplicación a gases, el hecho de que estos líquidos sean compresibles cualquier cambio de presión altera su volumen ( cambio en el peso especifico) y por hecho está relacionado a la variación de calor, entonces hay dependencia entre P.V.T debido a esto se escribe ecuac iones de balance de energía en vez de masa para referirse a la entalpia, además si se considera el flujo isotérmico las tuberías pueden estar sin recubrimientos pero si el flujo es adiabático las tuberías deben estar con recubrimiento o aisladas. El régimen laminar el reparto de velocidades es una parábola cual deberá ser la velocidad media? La velocidad media del fluido deberá ser aproximadamente al 50% de la velocidad máxima dentro de la tubería. Qué criterios se usa para la medición de caudales por el método calorimétrico Medir el calor por el método directo y volumen o caudal por el método indirecto en una tubería que circula fluido, donde el calor aportado por una resistencia eléctrica en un tiempo T será igual al caudal retenido de fluido en un tiempo T, de donde igualando esta ecuación podemos calcular, el caudal de forma indirecta Se cubre parte de la tubería con un aislante térmico de manera que el flujo resulte ser adiabático se coloca un térmico antes de la parte aislada y otra en la parte aislada, al inicio de la parte aislada se coloca una resistencia eléctrica alimentada por una intensidad y tención conocida entonces durante un tiempo t por medio de la ecuación de joule podemos calcular el calor aportado por la resistencia eléctrica y el producto de la diferencia de la lectura de los termómetros, del calor especifico del fluido que circula y del caudal, será igual a el calor retenido por cada kilogramo de fluido que circula en un tiempo t entonces igualando ambas ecuaciones, la de joule y esta ultima podemos despejar y calcular el caudal de circulación
