Guía de ejercicios - Facultad de Ingeniería - UBA

Guía de ejercicios
Rev 3 Página 23
4 FLUJO DE FLUIDOS COMPRESIBLES
CUESTIONES PARA DISCUTIR
76.49 Operaciones de Transferencia de
cantidad de movimiento y energía
Facultad de Ingeniería
UBA
• Defina el número de Mach y la velocidad del sonido en un sólido, un líquido y un gas.
• ¿Cómo se estima k en los gases? ¿Qué valores toma para: He, O2, N2, NH3, CH4, C2H6,
CCLF2 ? ¿Es constante o varía con la p o T?
• ¿Qué es una propiedad de estancamiento? ¿Cómo se relaciona: To con T, po con p y o con
?
dV 1 dA
• Analice la expresión = en una tobera
2
V Ma −1
A
• Grafique y analice la distribución de presiones a través de una tobera como una función de la
contrapresión para el flujo de un fluido en los siguientes casos:
o Tobera convergente
o Tobera convergente-divergente
• Establecer las condiciones para las cuales la tobera queda ahogada o estrangulada.
• Analice lo que ocurre en una tobera convergente-divergente:
o Cuando no se llegó a la primera relación de presiones críticas.
o Entre la primera y la segunda relación de presiones críticas.
o Entre la segunda y la tercera relación de presiones críticas.
o Luego de la tercera relación de presiones críticas.
• Explique el proceso que sufre un gas en:
o Una tobera convergente-divergente.
o Un compresor centrífugo (compresión).
o Un turboexpansor (enfriamiento criogénico).
o Un eyector de vapor.
• La densidad de flujo másico (G [=] kg/m 2 seg) no varía luego de alcanzarse la velocidad del
sonido en la garganta, aunque se continúe disminuyendo la contrapresión ( p3 ). Sin embargo
G aumenta linealmente si se aumenta la po. ¿Es cierto esto?
• ¿Qué es una onda de choque? ¿Qué sucede con la p, la T y la en la onda?
• ¿Se puede obtener un Mach = 1,5 con una tobera convergente-tubería luego de la garganta de
la tobera?. ¿Por qué?
• ¿Qué número de Mach se puede lograr con una tobera convergente que descarga al vacío?.
¿Por qué?
• ¿En qué casos prácticos se da un “flujo adiabático con fricción”?
• ¿En que casos prácticos se da un “flujo isotérmico con fricción”?
• Explique qué ocurre cuando se rompe un disco de ruptura.
• Explique qué ocurre cuando se abre una válvula de seguridad.