-- PREGUNTAS MAS FRECUENTES SOBRE FLUIDOS
q Diferencias entre Presión Estática y Presión
Total:
Hay dos formas de medir la presión en fluidos: Presión
Estática P y Presión Total Pt.
La presión estática es la presión que indica un dispositivo de medida moviéndose con el fluido o un dispositivo de medida que no introduce cambios de velocidad en el fluido. El método habitual de medir la presión estática en un fluido es hacer un pequeño agujero normal a la superficie y conectar el conducto a un manómetro. En la regiones del fluido alejadas de la pared, la presión estática se puede leer introduciendo una sonda, que en efecto crea el correspondiente efecto pared.
La presión total es la presión medida llevando el fluido al reposo isoentrópicamente (sin pérdidas). El dispositivo para medir la presión total es el tubo de Pitot, una sonda con un orificio en el extremo que se enfrenta a la corriente. En su abertura se forma un punto de remanso, donde se mide la presión p2 y en donde la velocidad es nula. Aplicando el Teorema de Bernoulli al punto de remanso y a otro situado a gran distancia de la sonda a presión P y velocidad V (para un fluido en régimen permanente, no viscoso e imcompresible) se tiene:
p + 1/2(densidad)(velocidad)^2 + densidad*gravedad*altura = cte.
El término (p + densidad*gravedad*altura)
se llama presión estática. El término 1/2(densidad)(velocidad)^2
se llama Presión Dinámica.
Aplicando la ec. de Bernouilli para un tubo horizontal se tiene:
p + 1/2(densidad)(velocidad)^2 = cte.
Y en el punto de velocidad cero la presión es:
pt (presión total) = p + 1/2(densidad)(velocidad)^2
q Diferencias entre Presión Absoluta y Presión
Manométrica:
Cuando la presión se da relativa a la presión cero, se
denomina presión absoluta. Cuando la presión se da relativa a la presión atmosférica,
se denomina presión manométrica (también denominada presión relativa, presión
normal, presión de gauge).
q Unidades de Presión y Factores de Conversión:
La presión atmosférica es aproximadamente 101.325 pascales:
| Pascal | bar | N/mm² | kp/m² | kp/cm² | atm | Torr | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 Pa (N/m²)= | 1 | 10-5 | 10-6 | 0.102 | 0.102×10-4 | 0.987×10-5 | 0.0075 |
| 1 bar (daN/cm²) = | 100000 | 1 | 0.1 | 10200 | 1.02 | 0.987 | 750 |
| 1 N/mm² = | 106 | 10 | 1 | 1.02×105 | 10.2 | 9.87 | 7500 |
| 1 kp/m² = | 9.81 | 9.81×10-5 | 9.81×10-6 | 1 | 10-4 | 0.968×10-4 | 0.0736 |
| 1 kp/cm² = | 98100 | 0.981 | 0.0981 | 10000 | 1 | 0.968 | 736 |
| 1 atm (760 Torr) = | 101325 | 1.013 | 0.1013 | 10330 | 1.033 | 1 | 760 |
| 1 Torr (mmHg) = | 133 | 0.00133 | 1.33×10-4 | 13.6 | 0.00132 | 0.00132 | 1 |
q ¿Qué es "Turbulence Intensity"?. El
valor por defecto es 5%, ¿qué es el porcentaje de turbulencia en el fluido, es decir,
50% sería 50/50 laminar/turbulento?:
El valor de la intensidad es un porcentaje del nivel de
intensidad de turbulencia en fluidos, pero sería un error decir que una intensidad del
50% significa 50% laminar y 50% turbulento. En fluidos el movimiento turbulento es un
fenómeno altamente complejo que a pesar de décadas de intenso estudio e investigación
no ha podido ser caracterizado desde el punto de vista teórico, incluso una simple
definición de turbulencia todavía no está disponible. La estadística es una
herramienta indispensable en el estudio de turbulencia.
Por definición, la Intensidad de Turbulencia
es un coeficiente adimensional definido como:
I = ((u'^2)^.5) /U
donde:
- ((u'^2)^.5) es la desviación estándard de la varianza de los valores principal y fluctuantes del fluido que utiliza valores medios experimentales para el cálculo.
- U es la velocidad característica escalar del flujo principal, habitualmente la velocidad de corriente libre.
La turbulencia es un tema complejo y el valor de la intensidad de turbulencia se obtiene casi exclusivamente a partir de datos experimentales. Por desgracia es un valor de prueba-error y hará falta realizar varios cálculos.
Para muchos problemas de fluidos es difícil tener una buena estimación de la turbulencia, por tanto se recomienda dejar por defecto los parámetros de turbulencia. De momento se toman por defecto los valores de intensidad de turbulencia de 0.1% para flujos externos y 5% para flujos internos. Son valores que están bien en muchos casos. Pero hay que tener cuidado con esos valores si aparecen fenómenos como separación del flujo con superficies lisas (por ejemplo el flujo sobre un cilindro o esfera).
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