FLUJO Y MEZCLAS DE FLUJO FENOMENOS DE TRANSPORTE

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FLUJO Y MEZCLAS DE FLUJO

FENOMENOS DE TRANSPORTE.

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Clasificación de los fluidos

Un fluido es una sustancia que sufre continuas deformaciones cuando se le somete a una fuerza de cizalla. Una fuerza de cillaza es aquella que permite que varias laminas pilares colocadas en un paralelo deslicen unas sobre otras, tal como sucede en una baraja de cartas. Las fuerzas de cizalla pueden aparecer también en otras geometrías, las fuerzas de cizalla en estos ejemplos producen deformaciones, es decir un cambio en la posición relativa de las partes de un cuerpo. Para producir el movimiento de un fluido debe aplicarse una fuerza de cizalla. La deformación laminar debido a (a) fuerza de cizalla plana y (b) fuerza de cillaza rotatoria.[pic 5]

Líneas de corriente.

Cuando un fluido a través de una tubería o sobre un objeto, la velocidad del fluido varía dependiendo de su posición. Una manera de representar la variación de la velocidad es mediante líneas de corriente, las cuales marcan el recorrido del flujo. Una velocidad constante se representa mediante líneas de corrientes paralelas y equidistantes. Las líneas de corriente muestran únicamente el efecto neto del movimiento del fluido, de manera que aunque las líneas de corrientes sugieren un flujo continuo y suave, las moléculas del fluido pueden estar realmente moviéndose de un modo errático.

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Numero de Reynolds.

La transición del flujo laminar a turbulento no depende únicamente de la velocidad del fluido sino también de su viscosidad y densidad, asi como la geometría del conducto que fluye. Un parámetro utilizado es el número de Reynolds en flujo desarrollado totalmente en tuberías con área transversal circular, el número de Reynolds Re se define como…

Donde D es el diámetro de la tubería, u la velocidad lineal media del fluido, p la densidad del fluido y # la viscosidad del fluido. Para recipientes agitados existe otra definición del nuero de Reynolds:[pic 8][pic 9]

Donde Re, es el número de Reynolds rodete N, la velocidad del agitador, D, el diámetro del rodete P la densidad del fluido y # la viscosidad del fluido. Reynolds quien público en 1883 una serie de artículos sobre la naturaleza del fluido en tuberías. Unos de los hallazgos más significativos de los experimentos realizados por Reynolds es que existe en número de Reynolds critico que marca el límite superior laminar en tuberías.

Capaz limites hidrodinámicas.

En la mayoría de las aplicaciones de tipo practico el fluido fluye en presencia de una de una superficie de un sólido que permanece parado, como pueden ser las parees de una tubería o de un tanque, aquella parte del fluido donde el flujo se ve afectado por el sólido se denomina capa limite. El contacto entre el fluido en movimiento y la lámina forma una capa límite que comienza en el borde anterior y se desarrolla tanto en la parte superior como inferior de la lámina. Cuando un fluido fluye sobre un objeto parado se adhiere a el una fina película que se encuentra en contacto con la superficie del objeto y que impide el desplazamiento del fluido sobe la superficie. La velocidad del fluido en la superficie de la lámina es por lo tanto cero. El fluido de la capaz de fluido adyacente a la superficie se disminuye por la acción del retardo viscoso. La velocidad del fluido dentro de la capa limite u, se representa por la longitud de las flechas, de manera que u es cero en la superficie de la lámina las fueras del retardo viscoso, también denominadas fuerzas de rozamiento se transmiten hacia la parte superior a través del fluido desde la capa sin movimiento existente en la superficie del objeto. La capa del fluido situada justamente sobre ella se mueve a baja velocidad pero con el valor finito; las capas superiores se mueven a velocidad creciente a medida que disminuye las fuerzas de retardo asociadas a la capa sin movimiento.[pic 10]

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