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Diagrama de moody

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El  diagrama de Moody  consiste en una serie de curvas dibujadas sobre papel logarítmico, que se emplean para calcular el factor de fricción presente en el flujo de un fluido turbulento a través de un conducto circular. Con el factor de fricción F  se evalúa la pérdida de energía por fricción, un valor importante para determinar el desempeño adecuado de las bombas que distribuyen fluidos tales como el agua, la gasolina, el crudo y otros. Su uso simplifica la obtención del valor de  f , al contener la representación  gráfica  de  f  en función de  N R  para distintos valores de la rugosidad relativa sobre una escala logarítmica. Estas curvas han sido creadas a partir de datos experimentales con diversos materiales de uso común en la fabricación de tuberías. El uso de una escala logarítmica tanto para  f  como para  N R  es necesario, puesto que abarcan un muy amplio rango de valores. De esta forma se facilita la graficación de valores de distintos órdenes de magnitud. La primera gráfica
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Ley de defecto de velocidad

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  El defecto de velocidad esta dada por : Esta relación muestra que el perfil de velocidad normalizado en la región central del flujo turbulento en una tubería depende de la distancia desde la línea central y es independiente de la viscosidad del fluido. Perfil de velocidad  ley de potencia  El valor de n se incrementa con los números de Reynolds que van en aumento. El valor n = 7 generalmente aproxima muchos flujos en la práctica, lo que da lugar al término del perfil de velocidad de ley de potencia de un séptimo.
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Movimiento en remolino aleatorio

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  En muchos de los modelos turbulentos más simples, el esfuerzo de corte turbulento se expresa de manera análoga. Ecuación de viscosidad Turbulenta Viscosidad cinemática Turbulenta  Ecuación  de longitud de  mezcla  La difusividad molecular de la cantidad de movimiento u (así como m) es una propiedad del fluido y su valor se menciona en manuales de fluidos. Sin embargo, la difusividad de remolino u t (así como m t ) no es una propiedad del fluido y su valor depende de las condiciones del flujo.  
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Esfuerzo de Corte Turbulento

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  Los  esfuerzos  cortantes  turbulentos  son la suma entre los  esfuerzos  cortantes viscosos debidos al flujo laminar y los  esfuerzos  cortantes convectivos debidos al transporte convectivo que se suma al transporte molecular. La transferencia de cantidad de movimiento provoca que la velocidad horizontal de las partículas de fluido aumente en u’ , y por tanto su cantidad de movimiento en la dirección horizontal aumenta a una razón de (r u’dA ) u’ , que debe ser igual a la disminución en la cantidad de movimiento de la capa de fluido superior.
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Tuberías inclinadas

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El flujo inclinado se define como el flujo a través de tuberías que se desvían a partir de la horizontal o como el flujo a través del terreno accidentado. El flujo direccional se define como el flujo a través de tuberías que se desvían con respecto a la vertical, y es referida, como el flujo a través de tubería en pozos de perforación direccional. Ambos ofrecen problemas similares, pero se discuten por separado. Peso del fluido : Equilibrio de fuerzas: Perfil de Velocidad: Note que q > 0 y por lo tanto sen q > 0 para flujo colina arriba, y q < 0 y por lo tanto sen q < 0 para flujo colina abajo. Ejercicios: do.
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Ley de Poisueuille

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  La ley de Poiseuille se vincula con el caudal de fluido que circula por un conducto. En la figura 1 se muestra un tramo de tubo bajo la presión  P 1  en el extremo izquierdo y la presión  P 2  en el extremo derecho y esta diferencia de presiones es la que hace moverse al fluido a lo largo del tubo. El  caudal  (volumen por unidad de tiempo) depende de la diferencia de presiones ( P 1  -  P 2 ), de las dimensiones del tubo y de la  viscosidad  del fluido. La relación entre estas magnitudes fue determinada por el francés J. L. Poiseuille asumiendo un flujo  laminar  y a esta relación se le conoce como  Ley de Poiseuille . Figura 1.- Ley de poiseuille en tubería Ecuación de energia para flujo unidimensional incompresible estacionario en términos de carga: 1)     El tramo de flujo es horizontal de modo que no existen efectos hidrostáticos o de gravedad ( z 1 = z 2 ); 2)     El tramo de flujo no incluye algún dispositivo que produzca o consuma trabajo como una bomba o turbina, porque ell
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Caída de presión y pérdida de agua

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  La pérdida de carga en una tubería o en un elemento hidráulico de una conducción es la diferencia de presión entre dos puntos, para un determinado caudal. Si no hay fluido en movimiento no puede haber pérdida de carga. Además de las pérdidas de carga lineales (a lo largo de los conductos), también se producen pérdidas de carga singulares en puntos concretos como codos, ramificaciones, válvulas, etc. Presion dinámica  : En general, la  presión   es una medida de la   fuerza ejercida   por unidad de área en los límites de una sustancia. El término  presión dinámica  (a veces llamado  presión de velocidad  ) está asociado con el flujo de fluido y con el  efecto de Bernoulli,  que se describe mediante la  ecuación de Bernoulli : Factor de fricción de Darcy: El  factor de fricción  o coeficiente de resistencia de  Darcy -Weisbach (f) es un parámetro adimensional que se utiliza en dinámica de fluidos para calcular la pérdida de carga en una tubería debido a la  fricción:
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Capa límite

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  La longitud de entrada hidrodinámica usualmente se toma como la distancia desde la entrada de la tubería hasta donde el esfuerzo de corte de pared (y por tanto el factor de fricción) alcanza dentro de aproximadamente 2% el valor correspondiente al flujo totalmente desarrollado . Figura 1.-Capa limite  Figura 2.- Longitud de entrada Hidrodinámica En flujo laminar, la longitud de entrada hidrodinámica está dada aproximadamente como : En flujos laminares: En flujo turbulento, la intensa mezcla durante las fluctuaciones aleatorias usualmente ensombrece los efectos de la difusión molecular. La longitud de entrada hidrodinámica para flujo turbulento se puede aproximar como:
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Región de entrada

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El flujo en la región de entrada se llama flujo en desarrollo hidrodinámico, porque ésta es la región donde se crea el perfil de velocidad. La zona más allá de la región de entrada en la que el perfil de velocidad está totalmente desarrollado y permanece invariable se llama región hidrodinámicamente desarrollada totalmente. Se dice que el flujo está totalmente desarrollado, o totalmente desarrollado térmicamente, cuando el perfil de temperatura normalizada permanece invariable también. El flujo hidrodinámicamente desarrollado equivale al flujo totalmente desarrollado cuando el fluido en la tubería no se calienta o enfría, porque en este caso la temperatura del fluido permanece esencialmente constante a todo lo largo.  Figura 1 .- Región Hidrodinámica El perfil de velocidad en la región totalmente desarrollada es parabólico en el flujo laminar y un poco más plano (o más lleno) en el flujo turbulento debido al movimiento de vórtices y a una mezcla más vigorosa en la dirección radial. E
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Flujo Laminar y Flujo Turbulento

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☝✔Se le denomina flujo laminar al tipo de movimiento de un fluido cuando éste es perfectamente ordenado, estratificado y suave, de manera que el fluido se mueve en laminas paralelas sin entremezclarse. las capas adyacentes del fluido se deslizan suavemente entre sí. El mecanismo de transporte es exclusivamente molecular. El flujo laminar ocurre a velocidades relativamente bajas o viscosidades muy altas. ☝✔En cambio se denomina flujo turbulentos cuando se vuelve mas irregular, caótico e impredecible, las partículas se mueven en forma desordenada y las trayectorias de las partículas se encuentran formando pequeños remolimos aperiódicos. Este tipo de flujo aparece a velocidades altas o cuando aparecen obstáculos abruptos en el movimiento del fluido. Numero de Reynolds El  n úmero de Reynolds  ( Re ) es un numero adimensional  utilizado en mecánica de fluidos , diseño de reactores  y fenómenos de transporte  para caracterizar el movimiento de un fluido.  Su valor indica si el flujo sigue u
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Flujo Volumétrico

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Tal vez hayas escuchado el término  tasa de flujo volumétrico  y pienses que suena aburrido, pero la tasa de flujo volumétrico te mantiene con vida. Te diré cómo en un segundo, pero primero debemos definir qué es la tasa de flujo volumétrico. Definimos la tasa de flujo volumétrico  Q.  de un fluido como el volumen de fluido que pasa a través de una sección transversal dada por unidad de tiempo. El término  sección transversal  es solo una forma elegante de describir el área a través de la que algo fluye, por ejemplo, el área circular dentro de la recta punteada en el diagrama que se muestra a continuación. Como la tasa de flujo volumétrico mide la cantidad de volumen que pasa a través de un área en un tiempo dado, su ecuación se ve así:                     Q = t V ​ = t i e m p o V o l u m e n ​ En unidades del SI (Sistema Internacional de Unidades), la tasa de flujo volumétrico tiene unidades de metros cúbicos por segundo,  \dfrac{\text m^3}{\text s} s m 3 ​ start fraction, start text
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