Caudal de una Instalación: Hidrodinámica y Ecuación de Continuidad
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Questions and Answers

¿Cuál es la unidad del Sistema Internacional para el caudal?

  • Litros/minuto
  • m/s
  • m3/s (correct)
  • kg/s

    • ¿Qué principio se aplica para obtener la Ecuación de la Continuidad?

  • Principio de Conservación del Momento
  • Principio de Conservación de la Energía
  • Principio de Conservación del Impulso
  • Principio de Conservación de la Masa (correct)

    • ¿Qué condición se requiere para que el caudal sea constante en una instalación?

  • Que la densidad del líquido varíe
  • Que la instalación tenga derivaciones
  • Que la velocidad del fluido sea constante
  • Que la instalación no tenga derivaciones (correct)

    • ¿Qué relación existe entre la velocidad del fluido y la sección de la tubería?

    <p>La velocidad del fluido es inversamente proporcional a la sección de la tubería</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué sucede con la velocidad del fluido cuando pasa por un tramo con sección de paso menor?

    <p>La velocidad del fluido aumenta</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el nombre de la ecuación que se obtiene por el principio de conservación de la masa?

    <p>Ecuación de la Continuidad</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se puede asegurar si la densidad del líquido no varía?

    <p>Que el caudal que atraviesa una conducción es constante</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la fórmula que relaciona el caudal que discurre por una instalación con la velocidad del fluido y la sección de la tubería?

    <p>Q = ρ × ν × S</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué sucede con el caudal cuando se duplica la velocidad del fluido?

    <p>Se duplica</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué sucede con el caudal cuando se duplica el diámetro de la conducción?

    <p>Se cuadruplica</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ecuación describe el comportamiento de un fluido en una instalación?

    <p>Ecuación de Navier-Stokes</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la forma en que se presenta la energía mecánica total de un fluido ideal?

    <p>Energía de presión, energía cinética y energía potencial</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es la energía de presión?

    <p>La capacidad del fluido para realizar trabajo</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es la energía cinética de un fluido?

    <p>La energía que posee un fluido en movimiento</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es la energía potencial de un fluido?

    <p>La energía que posee un fluido en una altura superior a la cota cero</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la fórmula de la energía de presión?

    <p>Epre = P · S · d</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la fórmula de la energía cinética?

    <p>EC = 1/2 · m · v^2</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la fórmula de la energía potencial?

    <p>EP = m · g · h</p> Signup and view all the answers

    Según la ecuación de Darcy-Weisbach, ¿qué parámetro está directamente relacionado con la pérdida de carga?

    <p>Velocidad del fluido</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el nombre del factor que se utiliza para calcular la pérdida de carga en la ecuación de Darcy-Weisbach?

    <p>Factor de fricción</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el régimen de flujo en el que el valor del factor f es igual a 64/Re?

    <p>Laminar</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se utiliza para calcular el coeficiente f en régimen turbulento?

    <p>Diagrama de Moody</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se calcula la rugosidad relativa en una conducción?

    <p>Dividiendo el diámetro de la conducción entre la rugosidad absoluta</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el efecto de la velocidad del fluido en las pérdidas de carga?

    <p>Directamente proporcional a la velocidad del fluido</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de pérdidas de carga se producen en los cambios de dirección y codos?

    <p>Pérdidas de carga singulares</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el nombre del coeficiente que se utiliza para calcular las pérdidas de carga singulares?

    <p>Coeficiente K</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el efecto del diámetro de la conducción en las pérdidas de carga?

    <p>Inversamente proporcional al diámetro de la conducción</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el nombre de la ecuación que se utiliza para calcular la pérdida de carga en una instalación?

    <p>Ecuación de Darcy-Weisbach</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la ecuación de Bernoulli que se obtiene dividiendo la ecuación ET = Epre + Ec + EP entre el volumen?

    <p>P/γ + v^2/2g + h</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es γ en la ecuación de Bernoulli?

    <p>Peso específico del fluido</p> Signup and view all the answers

    ¿Por qué es necesario completar la ecuación de Bernoulli en la realidad de un fluido en movimiento?

    <p>Porque la fuerza de rozamiento en una instalación hidráulica es inevitable</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué son las pérdidas de carga en una instalación hidráulica?

    <p>Las pérdidas de energía que se producen a medida que el fluido avanza por la instalación</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de pérdidas de carga son las que se producen por rozamiento del fluido a lo largo de la canalización?

    <p>Pérdidas de carga continuas</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es la altura de presión en la ecuación de Bernoulli?

    <p>P/γ</p> Signup and view all the answers

    ¿Por qué es importante considerar las pérdidas de carga en la ecuación de la energía para una instalación hidráulica?

    <p>Porque la fuerza de rozamiento en una instalación hidráulica es inevitable</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Caudal de una Instalación

    • La unidad del Sistema Internacional para el caudal es el m³/s, pero en bomberos se suelen utilizar litros/minuto.
    • La ecuación de la continuidad expresa que la masa de un fluido que discurre por una tubería sin derivaciones es la misma en cualquier sección de la tubería, por cada unidad de tiempo.
    • La ecuación de la continuidad se transforma en la fórmula: Q = ρ ν S, donde:
      • Q = caudal
      • ρ = densidad del fluido
      • ν = velocidad del fluido
      • S = sección de la conducción

    Ecuación de la Continuidad

    • La ecuación de la continuidad se aplica para que el caudal se mantenga constante, un fluido que atraviesa una instalación deberá circular a mayor velocidad por tramos con secciones de paso menores y viceversa.
    • La ecuación de la continuidad se relaciona directamente con la velocidad del fluido y el cuadrado del diámetro de la conducción.

    La Energía del Fluido y la Ecuación de Bernoulli

    • La ecuación de Bernoulli se deriva del teorema de Bernoulli, que establece que la energía mecánica total de un fluido ideal es constante a lo largo de una línea de corriente.
    • La energía mecánica del fluido se puede presentar en tres formas:
      • Energía de presión (Epre)
      • Energía cinética (Ec)
      • Energía potencial (EP)

    Energía de Presión (Epre)

    • La energía de presión se define como la capacidad del fluido para generar un trabajo (W).
    • La fórmula de la energía de presión es: Epre = P × S × d

    Energía Cinética (Ec)

    • La energía cinética es la forma de energía que posee un fluido en movimiento.
    • La fórmula de la energía cinética es: Ec = 1/2 × ρ × V × ν²

    Energía Potencial (EP)

    • La energía potencial es la forma de energía que posee un fluido por estar a una altura superior a la cota cero.
    • La fórmula de la energía potencial es: EP = ρ × V × g × h

    Ecuación de Bernoulli

    • La ecuación de Bernoulli se puede expresar como: ET = Epre + Ec + EP
    • Dividiendo todos los términos por el volumen, se obtiene: P/γ + ν²/2g + h = constante

    La Realidad de un Fluido en Movimiento y la Ecuación de la Energía

    • La ecuación de Bernoulli se puede generalizar para incluir las pérdidas de carga producidas por el rozamiento y la energía aportada por una bomba y absorbida por un motor.
    • La ecuación de la energía para una instalación hidráulica es: E1 + Hb = E2 + Hf + Hm

    Pérdidas de Carga

    • Las pérdidas de carga se producen por el rozamiento del fluido a lo largo de la canalización y consigo mismo.
    • Existen dos tipos de pérdidas de carga: continuas o principales y puntuales o secundarias.

    Pérdidas Continuas o Principales

    • Las pérdidas de carga continuas se definen como el producto de la distancia multiplicada por el gradiente hidráulico o pérdida de carga por unidad de longitud.
    • La ecuación de Darcy-Weisbach se utiliza para calcular las pérdidas de carga continuas: Hf = f × L × v² / (2 × g × D)

    Pérdidas Puntuales o Secundarias

    • Las pérdidas de carga puntuales se deben a fenómenos de turbulencia que se originan al paso del líquido por los puntos singulares de la instalación.
    • Las pérdidas de carga puntuales se pueden expresar en función de la energía cinética corregida mediante un coeficiente empírico K.

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    Description

    Aprende sobre el concepto de caudal y su unidad en el Sistema Internacional, así como la ecuación de la continuidad en la hidrodinámica.

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