martes, 1 de diciembre de 2009

Flujo turbulento


Se le llama al movimiento de un fluido que se da en forma caótica, en que las partículas se mueven desordenadamente y las trayectorias de las partículas se encuentran formando pequeños remolinos aperiódicos, como por ejemplo el agua en un canal de gran pendiente. Debido a esto, la trayectoria de una partícula se puede predecir hasta una cierta escala, a partir de la cual la trayectoria de la misma es impredecible, más precisamente caótica.
El flujo turbulento consiste en un conjunto de torbellinos de diferentes tamaños que coexisten en la corriente del fluido. Continuamente se forman torbellinos grandes que se rompen en otros más pequeños. El tiempo máximo del torbellino es del mismo orden que la dimensión mínima de la corriente turbulenta.
Un torbellino cualquiera posee una cantidad definida de energía mecánica como si se tratase de una peonza. La energía de los torbellinos mayores procede de la energía potencial del flujo global del fluido. Desde un punto de vista energético la turbulencia es un proceso de transferencia, en el cual los torbellinos grandes, formados a partir del flujo global, transportan la energía de rotación a lo largo de una serie continua de torbellinos más pequeños.

Flujo laminar

Se le llama al al tipo de movimiento de un fluido cuando éste es perfectamente ordenado, estratificado, suave, de manera que el fluido se mueve en láminas paralelas sin entremezclarse si la corriente tiene lugar entre dos planos paralelos, o en capas cilíndricas coaxiales como, por ejemplo la glicerina en un tubo de sección circular. Las capas no se mezclan entre sí. El mecanismo de transporte es exclusivamente molecular. Se dice que este flujo es aerodinámico. En el flujo aerodinámico, cada partícula de fluido sigue una trayectoria suave, llamada línea de corriente
La pérdida de energía es proporcional a la velocidad media. El perfil de velocidades tiene forma de una parábola, donde la velocidad máxima se encuentra en el eje del tubo y la velocidad es igual a cero en la pared del tubo.
Se da en fluidos con velocidades bajas o viscosidades altas, cuando se cumple que el número de Reynolds es inferior a 2300. Más allá de este número, será un flujo turbulento.
La ley de Newton de la viscosidad es la que rige el flujo laminar:
Esta ley establece la relación existente entre el esfuerzo cortante y la rapidez de deformación angular. 
"La acción de la viscosidad puede amortiguar cualquier tendencia turbulenta que pueda ocurrir en el flujo laminar. En situaciones que involucren combinaciones de baja viscosidad, alta velocidad o grandes caudales, el flujo laminar no es estable, lo que hace que se transforme en flujo turbulento."

lunes, 30 de noviembre de 2009

Flujo de fluidos en una tuberia

       El transporte de materiales de un punto a otro (FLUJO DE FLUIDOS), forma parte importante de los procesos químicos. El flujo de fluidos se hace dentro de ductos y tuberías. La cantidad de flujo se cuantifica con medidores específicos para líquidos o gases y se controlan mediante válvulas de diversos tipos. Los fluidos incompresibles fluyen por gravedad o se impulsan con dispositivos mecánicos como bombas; si se impulsan fluidos comprensibles, se usan sopladores o ventiladores.


 El flujo puede ser de dos tipos:


  • Flujo laminar
  • Flujo turbulento






          

    Clasificación de los flúidos

    Los fluidos se dividen en dos grandes grupos, los newtonianos y los no newtonianos
    En el primero se encuentran los que cumplen la ley del rozamiento de Newton. La otra categoría está compuesta por los siguientes flúidos:







    Dilatantes:


    Incompresibles:


    Perfectos o ideales:

    Plásticos:



    Plásticos de Binham:


    Pseudoplásticos:


    Reopécticos



    Viscoelásticos

    Su consistencia, o viscosidad aparente, aumenta de forma instantánea con la tensión tangencial de rozamiento.

    Su volumen permanece constante frente a los cambios de  presión que experimenta el fluido.

    Carecen de fuerzas de  viscosidad o rozamiento.

    Son los que se comportan como fluidos o como sólidos, dependiendo de la tensión tangencial de rozamiento que actúe sobre ellos y que fluyen únicamente cuando alcanzan la denominada  tensión critica de flujo.

    Se comportan como  newtonianos para tensiones tangenciales de rozamiento superiores a la tensión crítica de flujo.

    Su consistencia y viscosidad aparente disminuye de forma instantánea con la tensión tangente de rozamiento;

    Son  viscoelásticos cuya viscosidad aparente aumenta cuando lo hace el tiempo de aplicación de la tensión tangente de rozamiento y se llaman tixotrópicoscuando ésta disminuye, y finalmente,

    Son los que, además de presentar las propiedades de los  no newtonianos, están dotados de algunas propiedades que caracterizan a los sólidos, como por ej., la elasticidad.












    Según su comportamiento mecánico, los fluidos se consideran cuerpos continuos y deformables a los que se aplican las leyes generales de la mecánica llamada, en este caso, de los fluidos.



    ¿Que es un fluido?

    Se denomina así al sistema de partículas que, a diferencia de los sólidos, no están unidas rígidamente y pueden moverse con una cierta libertad unas respecto de las otras. 

    Esto le permite ceder a cualquier fuerza tendiente a alterar su forma, con lo que fluye adaptándose a la del recipiente.




    Esta designación engloba a la materia que se encuentra en los estados de agregación líquido y gaseoso.


     La diferencia entre el fluido líquido y el gaseoso radica en que las partículas que componen un líquido se encuentran más unidas que las de un gas; por esta razón, el volumen del líquido dentro de un recipiente, permanece constante con una superficie límite bien definida, mientras que el del gas no posee límite y se difunde en el aire disminuyendo su densidad.

    domingo, 29 de noviembre de 2009

    Sabias que?...

    La palabra hidráulica viene del griego ὑδϱαυλικός (hydraulikós) que, a su vez, viene de ὕδϱαυλος, que significa "tubo de agua", palabra compuesta por ὕδωϱ (agua) y αὐλός (tubo). 
    La hidráulica resuelve problemas como el flujo de fluidos por conductos o canales abiertos y el diseño de presas de embalse, bombas y turbinas







    Principio de venturi










    Un poco de historia...
     Este efecto, demostrado en 1797, recibe su nombre del físico italiano Giovanni Battista Venturi (1746-1822).



    ¿En que consiste?



    Éste prinicipio describe el comportamiento de un fluido (incluido el aire) moviéndose a lo largo de una línea de corriente. Expresa que en un fluido perfecto (sin viscosiadad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido.



    ¿Como se explica este principio?


    El efecto Venturi se explica por el Principio de Bernoulli y el principio de continuidad de masa. Si el caudal de un fluido es constante pero la sección disminuye, necesariamente la velocidad aumenta. Por el teorema de conservación de la energía si la energía cinética aumenta, la energía determinada por el valor de la presión disminuye forzosamente.


    La energía de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes:

    1.- Retama: Es la energía debida a la velocidad que posea el fluido.
    2.- Potencial gravitacional: Es la energía debido a la altitud que un fluido posea.
    3.- Potencial Presion: Es la energía que un fluido contiene debido a la presión que posee


    Este principio vale para varios objetos cotidianos, como latas de pintura aerosol y las alas de avión



    Tipos de compresores


    Algo mas acerca de la neumática

    NEUMATICA: Producción de trabajo mediante el aprovechamiento de la    energía potencial del aire comprimido.




    ¿CUAL ES EL PAPEL DE LA NEUMATICA EN LA OPTIMIZACION DE LOS RECURSOS?



    Dentro de la industria, son numerosas las técnicas empleadas para la implementación de un sistema (tanto a nivel de mando como de potencia) pero, entre todas ellas, las técnicas basadas en fluidos son extremadamente importantes. Por este motivo, la neumática (con independencia del mando que empleen) adquieren un papel primordial dentro de cualquier sistema que cuente con algún modelo de automatización.
    Conocer las técnicas de automatización mediante tecnologías de mando programadas (autómatas programables) y sistemas de potencia en base fluido (neumática o hidráulica), es el principal objetivo de algunas empresas. La utilización del aire comprimido (Neumática). Nos sirve para la mejor fabricación de piezas móviles. Y al mismo tiempo darle buena distribución y velocidad a los sistemas que conforman este elemento.