Física

Principio de Bernoulli

Publicado por Monica González

Principio fundamental de la Hidrostática

El principio fundamental de la hidrostática traduce el comportamiento de fluidos en reposo cuando son sujetos a la acción del campo de gravedad terrestre.

Como el flujo de gases combustibles es realizado en el estado gaseoso, considerando las presiones como presiones relativas, es imprescindible contabilizar la variación de la presión atmosférica con la altitud.

La variación de presión relativa está dada por:

El Principio de Bernoulli

El fluido hidráulico en un sistema contiene energía en dos formas: energía cinética en virtud del peso y de la velocidad y energía potencial en forma de presión. Daniel Bernoulli, un científico Suizo demostró que en un sistema con flujos constantes, la energía es transformada cada vez que se modifica el área transversal del tubo.

El principio de Bernoulli dice que la suma de energías potencial y cinética, en los varios puntos del sistema, es constante, si el flujo sea constante. Cuando el diámetro de un tubo se modifica, la velocidad también se modifica.

La energía cinética aumenta o disminuye. En tanto, la energía no puede ser creada ni tampoco destruida. Enseguida, el cambio en la energía cinética necesita ser compensado por la reducción o aumento de la presión.

El uso de un venturi en el carburador de un automóvil es un ejemplo del principio de Bernoulli. En el pasaje de aire a través de la restricción la presión se disminuye. Esa reducción de presión permite que la gasolina fluya, se vaporice y se mezcle con el aire.

Teorema de Bernoulli

El teorema de Bernoulli aplicado a dos secciones de una tubería que transporta un fluido, traduce en términos analíticos el principio de la conservación de la energía.

La ecuación permite constatar que la variación de energía (pérdida) sucedida aguas arriba o aguas abajo de la tubería, es debida a la variación de presión.

Ecuación de Continuidad

La ecuación de continuidad traduce, en flujo de fluido incompresible el principio de conservación de la masa

Conservación de la cantidad de movimiento

El principio de la conservación de la cantidad de movimiento está basado en la segunda ley de Newton y establece que la fuerza es igual a la variación del movimiento lineal en orden del tiempo.

Fórmula de Renouard

En el caso del dimensionado de redes de abastecimiento de gas combustible es común la utilización de las fórmulas de Renouard simplificadas, válidas para una combinación limitada de unidades. Para la determinación de las pérdidas de carga se deben distinguir las situaciones de baja, media y alta presión.

Baja Presión

Media y alta presión (presiones efectivas superiores a 50 mbar):

Siendo:

PA – Presión absoluta en bar/mbar en el punto A.

PB – Presión absoluta en bar/mbar en el punto B.

PA – PB – Pérdida de carga en bar/mbar.

PA2 – PB2 – Pérdida de carga cuadrática (bar2)

Q – Caudal en m3/h

D – Diámetro del conducto en mm

L – Largo del conducto en Km

dc (S) – Densidad ficticia o corregida, correspondiente a la densidad real afectada de un coeficiente en función de la viscosidad.

Las fórmulas de Renouard simplificadas son aplicables para valores de la relación

 

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