Fluidos compresibles

Índice

1.        INTRODUCCIÓN        3

2.        OBJETIVOS        4

3.        PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL        4

4.        DATOS EXPERIMENTALES.        5

5.        RESULTADOS Y DISCUSIÓN        5

6.        CONCLUSIÓN        7

7.        REFERENCIAS        8

8.        APÉNDICE        9

Apéndice A: Cálculo de Presión.        9

Apéndice B: Cálculo de Pérdida de Fricción.        9

Apéndice C: Cálculo del G.        10

Apéndice D: Calculó de Caudal Teórico.        11

Apéndice E: Calculó de Gci.        12

Apéndice F: Gráfico de Lapple.        12

Apéndice G: Errores Porcentuales        13

1. INTRODUCCIÓN

En la industria química, el trabajar con fluidos es una situación cotidiana que, para cumplir con las necesidades puntuales que se tiene en cada industria, se requiere que estos tengan ciertas características, como la compresibilidad, donde se considera tanto a los  gases como a los líquidos, cuya diferencia radica en qué tan compresibles son. De esta forma, se establece un criterio que indica que, cuando la densidad de un fluido dentro de un sistema al que se le modifica la presión y/o temperatura varia en más de un 10% entre dos puntos se le puede considerar compresible. [1]

Ahora, dependiendo del tipo de proceso que se lleva a cabo, el sistema puede ser isotérmico o adiabático, donde se plantea un balance de energía diferencia en cada ocasión. Para el primer caso, el cual se considera así aquel sistema que tiene su temperatura constante durante el proceso, es decir, la energía transferida del sistema al medio ambiente y la energía perdida producto de las pérdidas de carga se mantienen constantes [1], por lo que, se emplea la siguiente ecuación:

Dónde:

• : Flujo másico superficial .[pic 2][pic 3]
• : Peso molecular [pic 4][pic 5]
• : Constante universal de los gases ideales [pic 6][pic 7]
• : Temperatura [R].[pic 8]
• : Presión de n.[pic 9][pic 10]
• : factor de conversión .[pic 11][pic 12]
• : Pérdida de fricción.[pic 13]

En cuanto a los flujos adiabáticos, aquellos que no generan transferencia de calor con los alrededores, se aplica la expresión que se muestra a continuación, que a pesar de que comparte la nomenclatura con la ecuación (1), se incluye el término “k” que corresponde a la razón (Cp/Cv). [1]

1. OBJETIVOS

El objetivo principal de la experiencia es estudiar el comportamiento de un fluido que circula por una tubería recta de sección transversal constante. En cuanto a los objetivos secundarios, corresponden a calcular la presión  hipotética del estanque para un sistema isotérmico y adiabático, determinar el flujo experimental con los datos obtenidos en el laboratorio, considerando ambos casos, además de comparar el valor con el caudal leído en el medidor de flujo y obtener los errores asociados.[pic 15]

1. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

En la Figura 1 se muestra el sistema a estudiar en la experiencia de laboratorio, en el cual, se deben seguir las indicaciones que se describen a continuación:

1. Purgar el sistema abriendo las válvulas V-4, V-5 y V-6, las cuales dan salida al aire del sistema. Luego cerrarlas.
2. Abrir V-1 completamente, para dar el paso del aire al sistema.
3. Abrir V-2 hasta que PI-101 indique 2 [bar]. Luego abrir V-6.
4. Abrir V-3 hasta que FI-101 indique 70 [L/min].
5. Cerrar completamente V-6 y abrir V-5 completamente.
6. Registrar las temperaturas de los medidores TI-101 y TI-102. Registrar presiones de admisión y de salida PI-102 y PI-103 respectivamente.
7. Repetir pasos del 4 al 7, pero ahora con una variación para FI-101 indique 90 [L/min].
8. Cerrar en orden V-3, V-2 y V-1.
9. Volver a purgar el sistema repitiendo el paso 1.

[pic 16]

Figura 1:“Diagrama del sistema a utilizar en la experiencia”.

1. DATOS EXPERIMENTALES.

A continuación, se muestran los datos obtenidos en la experiencia.

Tabla 1: “Registro de datos de la experiencia”.

1. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Con los valores obtenidos en la experiencia, se procede a calcular las presiones absolutas, como muestra la Tabla 2 (ver Apéndice A).

...