DISPOSITIVOS DE FLUJO ESTABLE - ESTADO ESTABLE: 06/25/13

martes, 25 de junio de 2013

Tobera

Funcionamiento del dispositivo.

Convierte la energía térmica y de presión de un fluido (conocida como entalpía) en energía cinética. Como tal, es utilizado en turbomáquinas y otras máquinas, como inyectores, surtidores, propulsion a chorro, etc.

El fluido sufre un aumento de velocidad a medida que la sección de la tobera va disminuyendo, por lo que sufre también una disminución de presión y temperatura al conservarse la energía.

Diagrama Esquemático

Propiedades de Estado de Entrada y Salida

Consideraciones

· La transferencia de calor desde las turbinas por lo general es insignificante ya que normalmente están bien aisladas.

· Los cambios de energía potencial son insignificantes.

· No se realiza trabajo.

Propiedades de Entrada

· El fluido entra a presiones y temperaturas relativamente altas

Propiedades de Salida

· El fluido sale a una presión y temperatura mas baja.

Relaciones entre las propiedades de entrada y salida y consideraciones

Ecuación de continuidad para una turbina de vapor

Primera ley de la termodinámica para una tobera.

Video sobre el funcionamiento de una tobera

Links

Diseño de una tobera

http://www.youtube.com/watch?v=J00TcVzhvoA

Construccion de toberas

http://www.ipen.org.br/downloads/XIX/CT3_CONSTRUCCIONES_NAVALES/Magali%20Mart%C3%ADnez.pdf

Difusor

En su forma más simple, un difusor es meramente un pasaje divergente en el cual el fluido es desacelerado y la reducción de velocidad es convertida en aumento en la presión estática. En difusores largos de bajo ángulo de divergencia, la perdida de presión es alta debido a la fricción a lo largo de la pared.En todos los motores de aeronaves, y también en algunos motores industriales, la longitud es importante, y es esencial, que la difusión sea realizada en la más corta distancia posible. Con un incremento en el ángulo de divergencia, tanto la longitud de los difusores como la perdida de fricción se reducen. Usualmente el ángulo se encuentra entre 6 y 12 grados.

Desde el punto de vista del diseño un difusor ideal es aquel que alcanza la reducción de velocidad requerida en la longitud más corta posible, con la mínima perdida de presión total y con un flujo uniforme y estable a su salida. Para que esto se logre, la entra de perfil de velocidad debe ser simétrica, pero desafortunadamente en muchos motores, la salida de la velocidad en la compresión es asimétrica y por tanto es difícil alcanzar un resultado óptimo en la difusión.

Los difusores son utilizados comúnmente en máquinas de chorro, cohetes, naves espaciales e incluso mangueras de jardín.

Diagrama Esquemático

Propiedades de Entrada y De Salida

La relación de transferencia de calor entre el fluido que fluye por un difusor y los alrededores suele ser muy pequeña (despreciable) aunque estos dispositivos no estén aislados, debido principalmente a las altas velocidades que tienen los fluidos y que por ello no permanecen el tiempo suficiente en el dispositivo para que suceda alguna transferencia de calor significativa. Por consiguiente ante la ausencia de datos de transferencia de calor el flujo a través de los difusores es considerado adiabático.

El término de trabajo para los difusores es cero porque estos dispositivos son básicamente ductos de forma apropiada y no incluyen eje o alambres de resistencia eléctrica.

Los difusores requieren de velocidades muy altas cuando un fluido pasa por él, experimenta grandes cambios en su velocidad, en consecuencia los cambios en la energía cinética deben ser considerados al analizar el flujo a través de estos dispositivos.

A menudo el fluido experimenta poco o ningún cambio en su elevación cuando fluye por un difusor y por tanto el termino de energía potencial puede omitirse