Velocidad del Fluido

La velocidad de un flujo describe efectivamente todo sobre el movimiento de un fluido. Muchas propiedades físicas de un fluido pueden ser expresadas matemáticamente en términos de la velocidad del flujo.





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Flujo Másico

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El flujo másico es la magnitud física que expresa la variación de la masa con respecto al tiempo en un área especifica, en el Sistema Internacional se mide en unidades de kilogramos por segundo. se usa frecuentemente en sistemas termodinámicos como tuberías, toberas, turbinas, compresores o difusores. También se puede definir como la velocidad a la que la masa de una sustancia pasa a través de una superficie dada o la cantidad de masa que fluye a través de las fronteras de un sistema por unidad de tiempo. Se puede expresar de la siguiente manera: Donde:    es la densidad en función a la posición.  es el caudal volumétrico   es un diferencial de volumen Este volumen a su vez se puede expresar como el producto de una superficie   por un diferencial de longitud (el largo de la tubería a estudiar cuyo contenido entra en el sistema por unidad de tiempo).
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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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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 en Tuberías

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Una  tubería  es un sistema  que se desarrolla con  tubos  por donde puede circular gas, agua y otras sustancias. Un  tubo , en tanto, es un  cilindro hueco  que suele utilizarse para el transporte o el almacenamiento de fluidos. Las tuberías pueden adquirir denominaciones específicas según aquello que transportan. Si la tubería transporta gas, suele recibir la denominación de  gaseoducto  o  gasoducto . Cuando lo transportado es petróleo, se habla de oleoducto , mientras que si es agua se hace alusión a un  acueducto . La elección del material depende de cuestiones técnicas, ya que la tubería debe resultar apta para su c ontenido . La cuestión económica, de todas formas, también incide. Las tuberías con una sección transversal circular pueden resistir grandes diferencias de presión entre el interior y el exterior sin distorsión considerable. Las tuberías no circulares por lo general se usan en sistemas como los de calefacción, enfriamiento de edificios donde la diferencia de presión e
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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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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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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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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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