Balance de energia mecanica

1. Puntos que se tomaron en cuenta para hacer el balance de energía mecánica

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Para el balance mecánico en todo el sistema se despreció la diferencia de velocidades ya que a la salida del tanque de alimentación y a la entrada del evaporador la velocidad del fluido puede considerase despreciable y no se ve modificada en toda su trayectoria por el sistema.

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1. ¿Qué energías permanecen constantes cuando cambia el flujo en el sistema?

Al cambiar el flujo del sistema la energía potencial permanece constante ya que no existe un cambio de alturas y la energía de flujo, la cual depende de la presión, también lo hace debido a que la presión atmosférica y de vacío son invariables. Por otro lado, los términos de la energía cinética varían a medida que se modifica el flujo.

1. Calculando las perdidas por fricción totales en el sistema

Para las pérdidas de carga total en el sistema se debe hacer una suma de las perdidas en cada sección:

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Para obtener estas pérdidas se debe obtener primero el factor de fricción, el cual se calcula con el número de Reynolds, y este a su vez se calcula con la velocidad del fluido.

NOTA: Sabiendo que la tubería del sistema fue de ½ pulgadas de acero inoxidable cédula 40 procedemos a obtener el diámetro y el área interna de las tablas de la pág. B-23 del manual Crane:

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Parea calcular la velocidad del fluido se empleará la siguiente formula:

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V = velocidad del fluido [m/s]

Q = Gasto [m3/s]

A = Área interna [m2]

Tomando en cuenta que se maneja un gasto de 3 gal/min se convierten a m3/s

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Sustituimos en la ecuación para calcular la velocidad del fluido

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Emplearemos una temperatura de trabajo estándar, es decir, 25 °C y esta temperatura obtenemos la densidad y viscosidad de tablas.

ρ = 997 kg/m3

µ = 0.000798 kg / (m*s)

Ya teniendo la velocidad, densidad y viscosidad del fluido se procede a calcular el Número de Reynolds el cual se calculará con la siguiente formula:

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 Ya calculado el Numero de Reynolds se procede a calcular el factor de fricción, y la formula que se usara es la siguiente:

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Se utiliza esa fórmula porque el Reynolds calculado fue turbulento

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Ya calculado el factor de fricción se puede calcular la perdida de carga del sistema

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Pérdidas de carga en tramo recto

Para obtener las pérdidas de carga correspondientes a los tramos rectos se puede utilizar la ecuación de Darcy-Weisbach.

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Pérdidas de carga en accesorios

Para calcular las pérdidas por fricción en los accesorios usamos la siguiente fórmula en cada uno de ellos:

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Donde la constante K es diferente para cada tipo de accesorio:

• Codo de 90°:

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NOTA: Ecuación utilizada de la página A – 49 Manual Crane.

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Pero debido que se cuentan con 6 codos, se multiplica por 6

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