Energía Cinética del Flujo del TuboPara obtener la energía cinética de un flujo laminar en un tubo, se debe tomar en consideración el promedio del cuadrado de la velocidad para el perfil de la velocidad.El promedio del cuadrado de la velocidad está dado por El promedio de energía cinética por unidad de volúmen, se puede expresar en términos de la densidad del fluido r y la velocidad de flujo máxima vm. |
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Relación de Velocidades, Flujo en el TuboLa naturaleza de la viscosidad es tal que, láminas sucesivas en el tubo, ejercen fuerzas sobre cada una de las otras , de acuerdo con la relación de la fuerza viscosa: Cuando un gradiente de presión dP/dx impulsa una sección de lámina de longitud Dx a velocidad constante, la ecuación de la fuerza toma la forma:
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Ecuación de la Velocidad, Flujo en el TuboAgrupando los términos nos da la ecuación de velocidad en términos del radio r.
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Perfil de Velocidad para Flujo en el TuboLa relación gobernando la velocidad, como una función de la distancia r al centro de un tubo, bajo las condiciones de un flujo laminar es:
La forma general de la solución a esta ecuación diferencial es v = A + Br2 donde A y B son constantes, que se deben fijar para las condiciones iniciales del flujo: v=0 a r=R. Tomando derivadas y sustituyendo la solución general, da:
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Perfil de Velocidad para Flujo en el TuboBajo las condiciones de flujo laminar, la naturaleza de la viscosidad dicta un perfil de flujo donde la velocidad se incrementa en dirección al centro del tubo segun se ilustra.
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