👉 INTRO | Ecuación general de la energía para un Flujo de Fluidos
Summary
TLDREl guion trata sobre la ecuación de energía en fluidos, introduciendo conceptos teóricos y terminología. Se explica que la ecuación de Bernoulli es una simplificación de la ecuación de energía, que incluye restricciones como la ausencia de dispositivos mecánicos y transferencia de calor. Se discute la importancia de entender las pérdidas de energía por fricción y cómo estas afectan la ecuación. Además, se menciona que la ecuación de energía es una herramienta para analizar sistemas más reales, y se presentan ejercicios para familiarizar al usuario con su aplicación.
Takeaways
- 📚 La ecuación de Bernoulli es una simplificación de la ecuación de energía, que considera solo fluidos incomprensibles y no incluye efectos de fricción o transferencia de calor.
- 💧 La carga de presión, carga de altura y carga de velocidad son términos fundamentales en la ecuación de Bernoulli, representando diferentes formas de energía en un fluido.
- 🔧 La ecuación de energía se utiliza para realizar un análisis más realista, considerando dispositivos mecánicos y las pérdidas de energía debido a la fricción.
- 🚀 Se introducen conceptos como la energía agregada por una bomba (h) y la energía retirada por una turbina, que son factores adicionales en la ecuación de energía.
- 🛠️ Las pérdidas por fricción (hl) son un término crucial en la ecuación de energía, que representa la pérdida de energía del fluido al moverse a través de la tubería y accesorios.
- 📈 La ecuación de energía se escribe como la suma de las cargas de presión, altura y velocidad en dos puntos más los términos de energía agregada y retirada, y las pérdidas por fricción.
- 📖 Se recomienda leer el capítulo 7 de la mecánica de Fließo para complementar el estudio de la ecuación de energía.
- 🔍 Se diferencian dos tipos de pérdidas en la ecuación de energía: las pérdidas primarias, asociadas con la tubería, y las secundarias, relacionadas con los accesorios.
- 🛑 La ecuación de Bernoulli tiene restricciones, como la ausencia de dispositivos mecánicos y la falta de transferencia de calor, que son consideradas en la ecuación de energía.
- 🎯 Se enfatiza la importancia de entender la ecuación de energía para abordar problemas más complejos en la ingeniería de fluidos, donde las pérdidas por fricción y la transferencia de energía son relevantes.
Q & A
¿Qué es la ecuación de Bernoulli y cómo se relaciona con la ecuación de la energía?
-La ecuación de Bernoulli es una simplificación de la ecuación de la energía. Mientras que la ecuación de la energía es una expresión más completa que considera también las pérdidas por fricción y los dispositivos que agregan o retiran energía al fluido, la ecuación de Bernoulli se centra en las energías cinética, potencial y presión en un fluido sin tener en cuenta estas pérdidas.
¿Cuáles son las cuatro restricciones de la ecuación de Bernoulli mencionadas en el guion?
-Las cuatro restricciones son: 1) Es válida solo para fluidos incomprensibles, es decir, líquidos. 2) No puede haber dispositivos mecánicos para la transferencia de energía. 3) No puede haber transferencia de calor. 4) No debe haber pérdida de energía debido a la fricción.
¿Qué es la carga de altura y cómo se relaciona con la ecuación de la energía?
-La carga de altura es un término en la ecuación de la energía que se refiere a la energía potencial del fluido debido a su posición en una altura específica. Se representa con el término 'zeta' y es una medida de la energía por unidad de peso del fluido en relación con la altura.
¿Qué dispositivos se mencionan en el guion que agregan energía al fluido?
-En el guion se menciona que las bombas son dispositivos que agregan energía al fluido. Esto se representa en la ecuación de la energía como la energía que agrega la bomba, y se denota con el símbolo 'h'.
¿Qué dispositivos se mencionan que retiran energía del fluido?
-En el guion se menciona que las turbinas, también conocidas como motores de flujo, son dispositivos que retiran energía del fluido. Esto se representa en la ecuación de la energía como la energía que retira la turbina.
¿Qué son las pérdidas por fricción y cómo se representan en la ecuación de la energía?
-Las pérdidas por fricción son la energía que el fluido pierde debido a la resistencia que ofrecen la tubería y los accesorios a través de los cuales fluye. En la ecuación de la energía, estas pérdidas se representan con el símbolo 'hl' y son una suma de las pérdidas primarias y secundarias.
¿Cuáles son las pérdidas primarias y secundarias en la ecuación de la energía?
-Las pérdidas primarias son las que ocurren debido a la fricción del fluido con la tubería a lo largo de su trayectoria. Las pérdidas secundarias son aquellas que ocurren debido a la circulación del fluido a través de accesorios como válvulas, codos, etc. Ambas suman para formar las pérdidas totales por fricción 'hl'.
¿Qué tipo de energía se considera en la ecuación de la energía y cómo se mide?
-La ecuación de la energía considera la energía cinética, potencial y presión, así como las pérdidas por fricción y las contribuciones de dispositivos como bombas y turbinas. Se mide en unidades de energía por unidad de peso, comúnmente en julios sobre newton (J/N).
¿Por qué es importante estudiar las pérdidas por fricción en la ecuación de la energía?
-Es importante estudiar las pérdidas por fricción porque estas pueden ser significativas y afectar la eficiencia y el funcionamiento de los sistemas de fluidos. Conocer estas pérdidas permite diseñar sistemas más eficientes y realizar cálculos más precisos de la energía requerida para mover el fluido a través del sistema.
¿Cuál es la relación entre la ecuación de Bernoulli y la ecuación de la energía en términos de simplificación?
-La ecuación de Bernoulli es una simplificación de la ecuación de la energía en la que se asume que no hay pérdidas por fricción ni transferencia de energía a través de dispositivos mecánicos. La ecuación de la energía, por otro lado, es una representación más completa que incluye estos factores.
Outlines
🔬 Introducción a la Energía y la Ecuación de Bernoulli
Este párrafo introduce el concepto de energía y la ecuación de Bernoulli como herramienta para analizar el movimiento de fluidos. Se menciona la importancia de entender términos como la carga de altura (zeta), la carga de velocidad y la carga de presión. Además, se destaca que la ecuación de Bernoulli es una simplificación de la ecuación de energía, válida solo para fluidos incomprensibles y sin transferencia de calor o pérdidas por fricción. Se sugiere la lectura del capítulo 7 de la mecánica de Fríos para un entendimiento más profundo. Finalmente, se introduce la ecuación de energía como una extensión de Bernoulli, incluyendo términos para dispositivos que agregan o retiran energía, como bombas y turbinas, y se menciona la importancia de considerar las pérdidas por fricción en el análisis realista de sistemas de fluidos.
🛠 Análisis de la Ecuación de Energía y Pérdidas
En este párrafo se profundiza en la ecuación de energía, explicando cómo se calcula el balance energético entre dos puntos en un sistema de fluidos. Se introducen conceptos como la energía agregada por una bomba (h) y la energía retirada por una turbina, así como las pérdidas por fricción (hl), que son cruciales para un análisis realista. Se explica que las pérdidas por fricción son una suma de pérdidas primarias y secundarias, donde las primarias ocurren en la tubería y las secundarias en accesorios como válvulas y codos. Se sugiere que los ejercicios prácticos son necesarios para familiarizarse con la ecuación de energía y se menciona que en futuras clases se abordarán temas más específicos como las pérdidas primarias y secundarias.
Mindmap
Keywords
💡Ecuación de la energía
💡Carga de altura
💡Carga de velocidad
💡Carga de presión
💡Carga total
💡Fluidos incomprensibles
💡Transferencia de calor
💡Pérdidas por fricción
💡Bomba
💡Turbina
💡Pérdidas primarias y secundarias
Highlights
Introducción al fundamento teórico que rige la ecuación de la energía.
Análisis de la terminología relacionada con la ecuación de Bernoulli.
Importancia de la carga total en el análisis de energía entre dos puntos.
Restricciones de la ecuación de Bernoulli, como su validez solo para fluidos incomprensibles.
Discusión sobre la ausencia de dispositivos mecánicos en la ecuación de Bernoulli.
Mencion de la transferencia de calor como una realidad que la ecuación de Bernoulli no contempla.
Importancia de las pérdidas de energía por fricción en la ecuación de la energía.
Diferenciación entre la ecuación de Bernoulli y la ecuación de la energía.
Explicación de cómo la ecuación de Bernoulli es una simplificación de la ecuación de la energía.
Introducción a la ecuación de la energía, incluyendo dispositivos como bombas y turbinas.
Definición de las pérdidas por fricción y su representación en la ecuación de la energía.
Descripción de las pérdidas primarias y secundarias en el flujo de fluidos.
Planificación de ejercicios para familiarizarse con la ecuación de la energía.
Mencion de la próxima clase donde se abordarán las pérdidas primarias.
Anticipación de la tercera clase para discutir las pérdidas secundarias.
Recomendación de leer el capítulo 7 de la mecánica de Fließo para complementar el aprendizaje.
Transcripts
visto ahora en esta siguiente parte lo
que vamos a hacer es a la pues a mirar
ya la parte de fundamento teórico que
rige la ecuación de la energía hacer una
pequeña introducción y analizar la
terminología que ella tiene pero también
muy muy rápidamente mi recomendación es
leer el capítulo 7 de la mecánica de
fríos de moda y para poder
complementarnos entonces aquí que lo que
estamos viendo pues recordando un
poquito que la ecuación de nosotros
antes previamente hemos visto la
ecuación de werniul y de brno le
habíamos hablado de que el término zeta
se le llamaba carga de altura al término
que tiene que ver con la velocidad se le
llama la carga velocidad al depresión se
llama la carga de presión
es importante digamos que si no traes
tam aquí es porque definitivamente
podamos por berlín o sea pagamos por
vernos ya habíamos pasado por ver noble
y que a todas estas primas se llama
carga total estudiar lo habíamos visto
es el análisis de energía entre dos
puntos del punto 1
y un punto 2 ahora lo que hacer nosotros
mirar porque aparece la ecuación de la
energía y como respuesta a que si
entonces digamos como primera medida la
ecuación del arnold y tiene cuatro
restricciones y cuatro restricciones y
una de ellas es que es válida sólo para
fluidos incomprensibles o sea eso es lo
válida para líquidos
bueno aquí todavía seguimos trabajando
con líquidos o sea si está bien
2 no puede dar dispositivos mecánicos
para berlín y bueno si nos estamos dando
cuenta con las aplicaciones que acabamos
de ver en el vídeo anterior se los
recomiendo por aquí si usted me dice en
qué minuto se lo dejo
digamos que estamos viendo que en la
aplicación la realidad si hay
dispositivos mecánicos
entonces pues vernos y ya no nos va a
servir porque pero que tiene estas
restricciones
siguiente no poder transferencia de
calor en la realidad pues seguramente
puede que haya transferencia de calor
pero más aún el punto 4 que dice no
deber pérdida energía debido a la
fricción y en la realidad
definitivamente eso lo que vamos a ver
ahora que mientras digamos que ésta sea
la tubería por dentro la tubería es
rugosa y ahora estoy exagerando pero
cuando no lo va a ver a manny manny del
microscópico es rugosa entonces mientras
que el fluido está circulando por aquí
por la tubería pues él pierde energía
debida a la prisión entonces vamos a ver
que esas pérdidas propicios son
significativas y eso lo que vamos a
comenzar a estudiar entonces finalmente
bernouilli es un caso ideal y nosotros
necesitamos casos más reales y para eso
aparece la ecuación de la energía como
una respuesta a hacer un análisis más
más real la ecuación de la energía
entonces
permítame dio modo busca ahora captura
acá
la ecuación de la energía entonces
pues como está compuesta básicamente es
muy parecida a la ecuación de werniul y
porque bernouilli es una simplificación
de la ecuación de la energía realmente
la gente de cosas de la energía es la
completa y con una simplificación es que
a la ecuación de bernal y entonces pero
vamos a tomar la de bernal y como base
para hablar de la ecuación de la energía
entonces la primera parte es que si
analizamos un balance de energía entre
el punto número uno y digamos a este
punto número 2
pues la energía que tiene el punto
número uno es la carga recuerde que esta
energía es una energía por unidad de
peso no
cuando nos lo hicimos la demostración de
bernal y estamos hablando de que en el
que ver no es una es una ecuación que me
habla de energía por unidad de peso
jules sobre newton y recordemos que un
joule es un newton metro
entonces que newton metro metro y
nosotros por eso aquí está aprende el
zeta no aparece él se está que es
unidades de metros porque uno finalmente
puede cancelar los neutros y los newton
y quedan unidades de metros y todas las
otras expresiones que han unidades de
metro entonces
pero realmente estas unidades son
newtonmetros newton o si es empieza
digamos pies libra fuerza pies
sí o sea es unidades de energía aquí
sobre fuerzas sobre unidades de fuerza
bueno pero finalmente digamos que el
punto 1 tiene entonces una carga de
presión una carga de altura una carga de
velocidad y en el punto 2 termina con
otra carga diferente de presión
cierto una carga de diferente altura una
carga diferente de velocidad
pero en este caso vemos que aparecen ya
los dispositivos en este caso por
ejemplo hay una bomba
entonces la bomba lo que hace es agregar
energía entonces por eso a esa parte la
vamos a llamar energía que agrega la
bomba si va a estar en qué unidades en
minutos metros newton
[Música]
si es una energía por unidad el peso de
energía que agrega la bomba al agua
llamar h y aquí vemos la turbina un
motor de flujo también se le llama
turbina un motor de flujo y a esta parte
la vamos a llamar una energía que retira
la turbina es energía retira entonces al
fluido se le puede agregar energía con
un dispositivo o con un dispositivo se
le puede retirar energía los
dispositivos que agregan energía son las
bombas los que retiran energías son las
turbinas o motores de flujo listo
entonces otro término más que va a
contemplar la ecuación de la energía es
algo que se llaman las pérdidas por
fricción pero resulta que mientras que
el fluido ha circulando entonces va a
perder energía por la fricción entre la
tubería y por circular a través de los
accesorios también va a ir perdiendo
energía entonces a la acumulación de
todas esas pérdidas se le llama
pérdidas por fricción o hl si se les
simplifica con h
y a la ecuación entonces escrita va a
quedar de la siguiente manera si ustedes
notan es muy parecida a la ecuación de
werniul y en esta parte es cierto
prácticamente hasta ahí sería la
ecuación del deber nula pero entonces
más la energía que agrega la bomba menos
la energía que se retira por la turbina
menos las pérdidas de energía por
fricción entonces esto se le llama a
esto se le conoce como la ecuación de la
energía y no tenemos que sí
si yo quito la bomba quito esto y quito
esto pues me queda la ecuación de bernal
y por eso les diría que la ecuación de
bernal es una simplificación de esta
ecuación que la ecuación de la energía
eso sería digamos a grosso modo lo que
es la ecuación de la energía listo
entonces pues vamos a comenzar a hacer
un par de ejercicios no sin antes de
pronto mencionarles los siguientes
permitan bien
y borro aquí algo
que esas pérdidas de energía por
fricción que estoy llamando yo h l
y esas pérdidas hl aquí estoy
escribiendo lo así son las sumas de dos
perdidas
nosotros vamos a comenzar con los
ejercicios solo para familiarizarnos con
la ecuación y después nos vamos a dar
cuenta que hay dos tipos de pérdidas 1
las pérdidas por accesorios que se les
llama por ejemplo a las bombas a las
válvulas perdón a los codos esto es un
accesorio esto es un accesorio
entonces mientras que el frío va
circulando por esos accesorios va a
perder energía y aceleró más llamar
perdidas secundarias pero también
mientras que va circulando por la
tubería por la fricción entre la tubería
pues a esas pérdidas ahora por todo
donde hay tubería mientras que pasa
desde el punto hasta el punto ve a esas
pérdidas las vamos a llamar pérdidas
primarias entonces hl es una suma entre
las pérdidas primarias más las pérdidas
secundarias listo entonces vuelvo y
repito para que marquemos un para que
marquemos lo que vamos a hacer vamos a
hacer ejercicios muy sencillos para
familiarizarnos con la ecuación después
vamos a comenzar a hablar de las
pérdidas primarias y después vamos a
hablar de las pérdidas secundarias hoy
en esta en esta en esta lista de 34
vídeos vamos a solamente hacer
ejercicios para familiarizarnos con la
ecuación de la energía y mañana que creo
que tenemos otra vez clase o para mañana
pues entonces abordamos
lo que tiene que ver con las pérdidas
primarias y la otra clase la tercera
clase esta semana las pérdidas
secundaria visto
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