Línea de Rayleigh

Flujo con intercambio de calor sin fricción

Las curvas de flujo de Rayleigh corresponden al flujo de fluidos a través de un cambiador, como consecuencia de esto la entalpía de estancamiento y la temperatura de estancamiento son variables, por lo que las ecuaciones presentadas para flujo adiabático no pueden ser aplicadas.

Se deberá considerar un proceso de calentamiento o enfriamiento simple, con la finalidad de poder despreciar los efectos de la fricción. Esta interpretación puede tomarse de la misma forma para las cámaras de combustión, donde la relación de la mezcla aire-combustible es tan pequeña, que los efectos causados por el cambio en la composición química y cambios de masa son relativamente pequeños, comparados con los efectos producidos por los cambios de la entalpía de estancamiento.

Después de analizar el proceso bajo el cual se presenta la Línea de Rayleigh, y dada la investigación realizada, responda las siguientes interrogantes:

¿Qué tipo de relación presenta la Línea de Rayleigh?

¿Cuáles son los principios en los que se enmarca este comportamiento?

¿Las líneas de Rayleigh se grafican sobre un diagrama de ___  vs  ____?

¿Cuál es la relación entre la Línea de Fanno y la Línea de Rayleigh?

Línea de Fanno

Flujo Adiabático con Fricción

El flujo a través de conducciones rectas de sección transversal constante, es adiabático cuando es despreciable la transmisión de calor a través de la pared de la tubería. El caso típico es el de una tubería larga en la cual entra el gas a una cierta presión y temperatura y fluye con una velocidad determinada por la longitud y el diámetro de la tubería así como por la presión a la salida. Para conducciones largas y presiones de salida pequeñas la velocidad del gas puede llegar a ser igual a la velocidad del sonido. Sin embargo, para un gas no es posible atravesar la barrera del sonido tanto en la dirección del flujo subsónico como en la del supersónico; si el gas entra en la tubería a un número de Mach mayor que la unidad disminuirá éste, pero no llegará a alcanzarse el flujo subsónico. Si se intenta que el flujo de gas pase de subsónico a supersónico, o viceversa, manteniendo una presión de descarga constante y alargando la tubería, se produce una disminución de la velocidad de flujo de masa que impide tal variación. Este efecto recibe el nombre de estrangulamiento.

Esta condición fue estudiada y graficada mediante las Líneas de Fanno (ver figura).

Después de analizar el proceso bajo el cual se representa la Línea de Fanno, y dada la investigación realizada, responda las siguientes interrogantes:

¿Qué tipo de relación presenta la Línea de Fanno?

¿Cuál es el tipo de flujo y entalpía en la que se enmarca este comportamiento?

¿Cuál es la ecuación que describe el flujo adiabático de área constante cuya familia de curvas son llamadas líneas de Fanno?

¿Las líneas de Fanno se grafican sobre un diagrama de ___  vs  ____?