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FLUJO DE FLUIDOS COMPRESIBLES Volver al contenido principal

FLUJO DE FLUIDOS COMPRESIBLES

El flujo interno de gases presenta algunas características peculiares que requieren un tratamiento particular. En ellos, normalmente, varían tanto la densidad como la velocidad, aún siendo la sección transversal de paso constante. Por ello resulta conveniente utilizar la velocidad de flujo de masa, G, que sí permanece constante en régimen estacionario.

Por otro lado, los términos importantes de la ecuación del balance de energía, (4.4), son el término cinético, el de presión y el de rozamiento, resultando normalmente despreciable el de energía potencial, dada la baja densidad de los gases.

La deducción de la ecuación general en este caso requiere partir de la ecuación diferencial para un elemento de longitud "dL", la cual, sin los términos de energía potencial y trabajo mecánico sería: (4.9)

Para integrar esta ecuación es preciso utilizar alguna ecuación de estado, f (P,v,T) = 0, que relacione presión y volumen específico, (inverso de la densidad), para cada temperatura. En el caso más sencillo de comportamiento de gas ideal se puede utilizar la expresión: P. V = (1/M).RT, con lo que la integración de la ecuación anterior, introduciendo la velocidad de flujo de masa, G, y suponiendo un valor medio de la temperatura, Tm, conduce a la expresión: (4.10)

cuyos tres términos corresponden, respectivamente, al de variación de presión, variación de energía cinética y pérdida de energía por rozamiento.

Para velocidades lineales bajas, (en la práctica inferiores a 35 m/s), la expresión anterior puede simplificarse todavía más, obteniéndose la denominada "ecuación de Weymouth": (4.11)

que, como puede observarse, es una forma modificada de la ecuación de Darcy-Weisbach, (4.5).

Copyright 2007, Autores y Colaboradores. Cite/attribute Resource. Franco, C. A., Franco, C. A., Ojeda, E. D. (2008, April 25). pagina_09. Retrieved May 27, 2020, from ocwus Web site: http://ocwus.us.es/arquitectura-e-ingenieria/operaciones-basicas/contenidos1/tema4/pagina_09.htm. Esta obra se publica bajo una licencia Creative Commons License. Creative Commons License