domingo, 21 de octubre de 2012

Módulo de compresibilidad



Para todo tipo de materia (sólido, líquido o gas), el aumento de presión (Δp), origina siempre una disminución de volumen (ΔV). En la zona de elasticidad lineal de los materiales,    la   variación   unitaria   de   volumen    (ΔV/V)   por   unidad  de   presión ((ΔV/V)/Δp), es una constante, que viene determinada por las características elásticas del material, a través del módulo de elasticidad volumétrica o módulo de compresibilidad.

Para los sólidos, K es muy grande, para líquidos K es grande y para gases K es pequeño. El signo “-“, es debido a que los sentidos de las variaciones de presión y de volumen son contrarios, es decir ante un aumento de presión, el volumen disminuye en el campo de los fluidos, si consideramos magnitudes elementales, si un determinado volumen de fluido (V) se somete a un aumento de presión (dp), el volumen se reduce en un determinado valor (dV), denominando módulo de compresibilidad del fluido a:




Un fluido poco compresible (líquidos) tiene alto módulo de compresibilidad y un fluido muy compresible (gases) tiene bajo módulo de compresibilidad. Para poder evaluar los cambios de presión y volumen (dP/dV), es necesario tener en cuenta el tipo de proceso de compresión: isotermo (a temperatura constante), isentrópico (adiabático sin efectos disipativos). Lo que da lugar a la definición de los siguientes módulos:


Módulo de compresibilidad isotermo:  Kt



Módulo de compresibilidad isentrópico:  Ks




Otra forma de evaluar la compresibilidad de un fluido, es la velocidad con la que se transmiten pequeñas perturbaciones en el seno del propio fluido; a esa velocidad se le denomina velocidad sónica o velocidad del sonido y viene determinada por:


a = √Ks/ρ

Los fluidos compresibles tienen bajas velocidades sónicas y los fluidos incompresibles tienen altas velocidades sónicas; así a 20ºC y 1atm, la velocidad del sonido en agua es de 1483,2 m/s, y la velocidad del sonido en aire es de 331,3 m/s.

Investigar el concepto de estado de estancamiento y cuáles son las propiedades de estancamiento para un flujo compresible.


4 comentarios:

  1. 1. Estado de estancamiento

    Es el estado que alcanzaría un fluido en movimiento si experimenta una desaceleración adiabática reversible hasta que su velocidad sea cero.

    pero se define tambien como el estado de estancamiento isentrópico al estado que alcanza un fluido en movimiento si se llevara al reposo en un dispositivo operando en estado estable, mediante un proceso reversible sin interacciones de calor ni de trabajo. El balance de energía para este proceso hipotético es

    Es el estado alcanzado despues de una desaceleración hasta velocidad cero, pero con irreversibilidades
    asociadas.

    2- .Cuáles son las propiedades de estancamiento para un flujo compresible.

    Son aquellas que obtendría el fluido si se llevara a este a una condición de velocidad cero y elevación cero, mediante un proceso reversible sin transformación de calor ni trabajo. En ese estado la presión será la máxima posible.
    Consideraremos un ducto con un eje central recto en el que existe a través de él un flujo permanente isoentrópico


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  2. concepto de estado de estancamiento y cuáles son las propiedades de estancamiento para un flujo compresible.

    es el estado que alcanzará un fluido si sufre una desaceleración hasta una velocidad cero a través de un proceso adiabático reversible. El estado de estancamiento está asociado con una velocidad de flujo igual a cero y con un valor de entropía correspondiente al flujo que fluye.

    Este caso puede observarse en cualquier cuerpo estacionario colocado dentro de una corriente de fluido en el cual, parte de éste pasa por encima del cuerpo y parte pasa por debajo. La línea divisoria entre los flujos se conoce como trayectoria de estancamiento que termina en el punto de estancamiento del cuerpo en donde la velocidad del flujo es cero.

    En una tobera, cuando el fluido es llevado isentrópicamente desde la atmósfera, la presión atmosférica y la temperatura representarían el estado de estancamiento del flujo. Las condiciones de estancamiento suelen representarse con el subíndice 0, siendo la temperatura y la presión de estancamiento T0 y P0.

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  3. Estado de estancamiento

    Es el estado que alcanza un fluido si sufre una desaceleración hasta una velocidad cero a través de un proceso adiabático reversible.

    En este caso el estado de estancamiento está asociado con una velocidad de flujo igual a cero y con un valor de entropía correspondiente al flujo que fluye.


    Propiedades de estancamiento

    - Estado de estancamiento isoentrópico

    Es el estado que alcanzaría un fluido en movimiento si experimenta una desaceleración adiabática reversible hasta que su velocidad sea cero

    - Estado de estancamiento actual o real

    Es el estado alcanzado después de una desaceleración hasta velocidad cero, pero con irreversibilidades asociadas.

    - Velocidad del sonido en un gas ideal

    El sonido es una pequeña perturbación de presión dentro de un fluido compresible que viaja

    - Número de Mach

    Se define como la relación entre la velocidad actual (V ) y la velocidad del sonido (c)

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  4. concepto de estancamiento : se puede definir como el fluido en movimiento, experimentando una desaceleracion adiabatica reversible hasta que su velocidad sea cero .
    tambien sa piede definir como un fluido en movimiento y despues de varios procesos llevarlo a reposo a traves de un proceso adiabatico.

    Propieades de estancamiento para un flujo compresible:
    existen nuchas propiedades para flujos compresibles entre las que podemos agregar : por la velocidad del sonido de un gas , por el numero de mach y y por estado de estancamiento isoentropico

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