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Bombas, Valvulas y Actuadores

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>Modelo

ID:(1680, 0)



Bomba centrifuga

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ID:(12878, 0)



Bombas de rotor y centrifugas

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Los dos principales mecanismos sobre los que se basan las bombas son de rotor (desplazan liquido) y las centrifugas que aceleran el liquido radialmente para generar el movimiento.

ID:(12894, 0)



Comparación entre bombas

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Las bombas centrifugas logran un menor flujo pero parejo sobre un mayor rango de diferencia de presiones:

ID:(12896, 0)



Ecuación de Bernoulli, variaciones

Ecuación

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El diferencial de la presión (\Delta p) se puede calcular de la velocidad promedio (\bar{v}) y la diferencia de velocidad entre superficies (\Delta v) con la densidad (\rho) mediante

\Delta p = - \rho \bar{v} \Delta v

\rho
Densidad
kg/m^3
5342
\Delta v
Diferencia de velocidad entre superficies
m/s
5556
\Delta p
Diferencial de la presión
Pa
6673
\bar{v}
Velocidad promedio
m/s
10298
Dp = R_h * J_V R_h =8* eta * abs( DL )/( pi * R ^4) Dp = - rho * v_m * Dv rhoDvDpJ_VDLpiRR_hv_meta

Para el caso de que no exista presión histrostatica la ley de Bernoulli para la densidad (\rho), la presión en la columna 1 (p_1), la presión en la columna 2 (p_2), la velocidad media del fluido en el punto 1 (v_1) y la velocidad media del fluido en el punto 2 (v_2)

\displaystyle\frac{1}{2} \rho v_1 ^2 + p_1 =\displaystyle\frac{1}{2} \rho v_2 ^2 + p_2



se puede reescribir con el diferencial de la presión (\Delta p)

\Delta p = p_2 - p_1



y teniendo presente de que

v_2^2 - v_1^2 = \displaystyle\frac{1}{2}(v_2-v_1)(v_1+v_2)



con

\bar{v} = \displaystyle\frac{ v_1 + v_2 }{2}



y

\Delta v = v_2 - v_1



se tiene que

\Delta p = - \rho \bar{v} \Delta v

que permite ver el efecto de la melocidad promedio de un cuerpo y de la diferencia de esta entre sus superficies como se observa en un ala de avion o ave.

ID:(4835, 0)



Valvulas

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ID:(12879, 0)



Ley de Darcy y resistencia hidráulica

Ecuación

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Darcy reescribe la ecuación de Hagen Poiseuille de modo que la diferencia de presión (\Delta p) es igual a la resistencia hidráulica (R_h) por el flujo de volumen (J_V):

\Delta p = R_h J_V

\Delta p
Diferencial de la presión
Pa
6673
J_V
Flujo de volumen
m^3/s
5448
R_h
Resistencia hidráulica
kg/m^4s
5424
Dp = R_h * J_V R_h =8* eta * abs( DL )/( pi * R ^4) Dp = - rho * v_m * Dv rhoDvDpJ_VDLpiRR_hv_meta

El flujo de volumen (J_V) se puede determinar a partir de la conductancia hidráulica (G_h) y la diferencia de presión (\Delta p) utilizando la ecuación siguiente:

J_V = G_h \Delta p



Además, utilizando la relación para la resistencia hidráulica (R_h):

R_h = \displaystyle\frac{1}{ G_h }



se obtiene el resultado final:

\Delta p = R_h J_V

ID:(3179, 0)



Resistencia hidráulica de un tubo

Ecuación

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Dado que la resistencia hidráulica (R_h) es igual al inverso de la conductancia hidráulica (G_h), podemos calcularlo a partir de la expresión de este último. De esta manera, podemos identificar parámetros relacionados con la geometría (el largo de tubo (\Delta L) y el radio del tubo (R)) y el tipo de líquido (la viscosidad (\eta)), que pueden ser denominados colectivamente como una resistencia hidráulica (R_h):

R_h =\displaystyle\frac{8 \eta | \Delta L | }{ \pi R ^4}

\Delta L
Largo de tubo
m
5430
\pi
Pi
3.1415927
rad
5057
R
Radio del tubo
m
5417
R_h
Resistencia hidráulica
kg/m^4s
5424
\eta
Viscosidad
Pa s
5422
Dp = R_h * J_V R_h =8* eta * abs( DL )/( pi * R ^4) Dp = - rho * v_m * Dv rhoDvDpJ_VDLpiRR_hv_meta

Dado que la resistencia hidráulica (R_h) es igual a la conductancia hidráulica (G_h) según la siguiente ecuación:

R_h = \displaystyle\frac{1}{ G_h }



y dado que la conductancia hidráulica (G_h) se expresa en términos de la viscosidad (\eta), el radio del tubo (R) y el largo de tubo (\Delta L) de la siguiente manera:

G_h =\displaystyle\frac{ \pi R ^4}{8 \eta | \Delta L | }



podemos concluir que:

R_h =\displaystyle\frac{8 \eta | \Delta L | }{ \pi R ^4}

ID:(3629, 0)



Conductividad hidráulica en paralelo

Concepto

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Si se tienen tres resistencias hidráulicas R_{h1}, R_{h2} y R_{h3}, la suma en serie de las resistencias será:

K_{pt} = \displaystyle\sum_k K_{hk}

R_{h1}
Resistencia hidráulica 1
kg/m^4s
5425
R_{h2}
Resistencia hidráulica 2
kg/m^4s
5426
R_{h3}
Resistencia hidráulica 3
kg/m^4s
5427
R_{st}
Resistencia hidráulica total en serie
kg/m^4s
5428
Dp = R_h * J_V R_h =8* eta * abs( DL )/( pi * R ^4) Dp = - rho * v_m * Dv rhoDvDpJ_VDLpiRR_hv_meta

ID:(3631, 0)