Principis de Mecànica de Fluids PDF

PRINCIPIS HIDRAULICA TEOREMA DE CONTINUITAT L’equació de continuïtat és una expressió matemàtica que descriu la conservació del cabal (volumètric o màssic) en un sistema fluid dinàmic. Es basa en el principi fonamental de la conservació de la massa, que indica que el flux de massa que entra en un si...

PRINCIPIS HIDRAULICA TEOREMA DE CONTINUITAT L’equació de continuïtat és una expressió matemàtica que descriu la conservació del cabal (volumètric o màssic) en un sistema fluid dinàmic. Es basa en el principi fonamental de la conservació de la massa, que indica que el flux de massa que entra en un sistema ha de ser igual al flux que surt, sempre que no hi hagi acumulació o pèrdua en el sistema. 1 2 3 4 Exemple 1: Flux en un reactor de síntesi química Un reactor de síntesi química processa un compost amb un cabal d'entrada de 500 kg/h. Aquest compost es descompon en dos productes: A i B. La proporció màssica dels productes és del 60% per a A i del 40% per a B. 1. Calcula el cabal màssic de sortida de cadascun dels productes. 2. Verifica que es compleixi el teorema de continuïtat. 5 Exemple 2: Separació de fases en un decantador En un procés farmacèutic, es fa servir un decantador per separar una barreja líquida en dues fases: una fase aquosa i una fase orgànica. La barreja entra al decantador amb un cabal de 1200 L/h. Després de la separació, s'observen els següents cabals màssics: Fase aquosa: 750 L/h. Fase orgànica: ? La densitat de la fase aquosa és de 1000 kg/m³, i la de la fase orgànica és de 800 kg/m³. 1. Calcula el cabal volumètric de la fase orgànica. 2. Calcula el cabal màssic de la fase orgànica. 3. Verifica que es compleixi el teorema de continuïtat. 6 7 TEOREMA DE BERNOUILLI El teorema de Bernoulli descriu la conservació de l'energia en un flux de fluid, indicant que la suma de les energies cinètica, potencial i de pressió es manté constant al llarg d’una línia de corrent, sempre que el flux sigui estable, no viscós i incompressible. 8 DEMOSTRACIÓ EǪ. DE BERNOUILLI 9 10 11 P2=170000Pa 12 13 14 15 16 17 P2= 130,7KPa 18 PRINCIPI DE VENTURI El principi de Venturi és una aplicació directa de l’equació de Bernoulli en un flux de fluid que passa per una canonada amb una secció variable. Aquesta relació permet entendre com canvien la velocitat, la pressió i l’altura en un flux de fluid en funció de la geometria del conducte. 19 20 21 22 23 24 25 PRINCIPI DE PASCAL El Principi de Pascal és un fonament bàsic de la mecànica de fluids que estableix com es transmet la pressió en un fluid en equilibri. Aquest principi va ser formulat per Blaise Pascal al segle XVII i és essencial en moltes aplicacions pràctiques, com els sistemes hidràulics. 26 27 28 PRINCIPI D’ARQUÍMEDES El Principi d’Arquimedes és un principi fonamental de la física dels fluids que explica per què els objectes submergits en un fluid experimenten una força de flotació. Va ser enunciat per Arquimedes de Siracusa al segle III aC. 29 30 31