Unidades derivadas
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Unidades derivadas
Carlos Dubo Mundaca
Metrología
Instituto IACC
24 de junio 2019
Desarrollo
- A partir de una investigación minuciosa sobre procesos productivos, determine y fundamente en qué procesos productivos puede estar presente la determinación de los siguientes números adimensionales (escoja un proceso independiente para cada uno de los números).
- Numero de Arquímedes.
- Numero de Biot.
Respuesta:
Numero de Arquímedes
El número de Arquímedes (Ar) (no se debe confundir con la constante de Arquímedes) sea tribuye al físico griego Arquímedes en sus esfuerzos de investigar el movimiento de los fluidos en función de sus diferencias de densidad. Se trata de un número adimensional de la forma: aceleración gravitacional (9,81 m/s2) L = longitud
[pic 1]
- g= Aceleración gravitacional (9.81 m/s2)
- L = longitud
- P1= densidad de fluido (kg/m3)
- P= densidad del cuerpo (kg/m3)
- µ = viscocidad dinámica
- L = longitud característica de un cuerpo m.
En general se utiliza en transferencias de movimientos y en particular en flotación, fluidización y movimiento debido a diferencias de densidad. Es proporcional a:
Fuerzas gravitacionales / fuerzas viscosas Es importante reconocer que la hidrodinámica es un componente de la mecánica de fluidos, que estudia los movimientos de fluidos.
Aplicación:
Se utiliza en forma constante y trabajos más frecuentes, en los desarrollos de la ingeniería, como en los siguientes procesos:
- 1.En Presas, como desahogar las presas utilizando presiones para poder saber el grosor de las paredes.
- 2.En la construcción de canales y acueductos, calculando la cantidad de agua que debe ser desalojada, la velocidad y en un tiempo calculado para este proceso.
- 3.Plomeria, la creación de plomería sencilla en las casas para no se utilice demasiada agua, colectores fluviales, ayuda a las calles a evacuar el agua en las ciudades evitando inundaciones, etc. Son muchos los procesos que pueden utilizar este número adimensionales, como en la aviación, fabricación de barcos, fabricación de automóviles, en los gatos hidráulicos, amortiguadores, frenos, procesos de refrigeración de motores, etc.
Numero de Biot
Se utiliza para cálculos de transmisión de calor en un estado transitorio, Jean Baptiste Biot relaciona la transferencia de calor por la conducción dentro de un cuerpo, que por lo general se utiliza en los disparadores con aleta (se utiliza para bajar la temperatura de algunos equipos), definiéndose como:
[pic 2]
- h= coeficiente de transferencia
- L=longitud de cuerpo (m)
- K= a conductividad térmica (kg/m3)
El significado físico de este número se refiere al flujo de calor desde una esfera caliente sumergida en el fluido que lo rodea. Otra definición seria que relaciona la transferencia de calor por conducción dentro de un cuerpo y la transferencia de calor por convección en la superficie de dicho cuerpo. Biot en 1804, analizo la interacción entre la conducción en un sólido y la convección en sus superficies. El flujo de calor experimenta dos resistencias: La primera por conducción dentro del metal. La segunda por convección desde la esfera al fluido. De estas dos resistencias se presentan dos casos límites:
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