21.4
Considere el aire que fluye a través de la tubería a 300 Kelvin a presión atmosférica estándar, con un caudal másico de 0,0163 kilogramos por segundo. Si se supone que el flujo es laminar, determine el diámetro mínimo permitido para la tubería.
El flujo laminar se alcanza cuando el número de Reynolds no supera 2100. Este cálculo comienza expresando la velocidad en términos de caudal y área de la sección transversal.
Para una tubería circular, la velocidad depende del caudal y del diámetro de la tubería. Sustituir esta expresión de velocidad en la fórmula numérica de Reynolds, que involucra densidad, velocidad, diámetro y viscosidad, permite resolver el caudal.
Dado el caudal especificado, la densidad del fluido se calcula utilizando valores conocidos de presión, constante de gas y temperatura, lo que produce aproximadamente 1.177 kilogramos por metro cúbico.
Con las cantidades conocidas de caudal másico y densidad, se encuentra que el caudal volumétrico es de alrededor de 0,0138 metros cúbicos por segundo.
Utilizando un valor de viscosidad estándar, el diámetro de la tubería requerido para garantizar el flujo laminar es de aproximadamente 0,46 metros, manteniendo el número de Reynolds en 2100.
El flujo laminar se produce cuando un fluido se mueve suavemente en capas paralelas con mínima mezcla y turbulencia. En mecánica de fluidos, garantiza…
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