5/11/2018 Pr ctica #2 Determinaci n del N mero de Mach - slidepdf.com

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Operaciones Unitarias I

Práctica #2: Determinación del Número de Mach

Hernández Orozco Carla Edith

08400421

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Práctica #2:

Determinación del Número de Mach (N Ma) en una boquilla convergente/divergente.

Objetivo:

Determinar el Número de Mach (NMa ) en una boquilla convergente/divergente haciendo uso de lasecuaciones de fluidos compresibles.

Introducción:

En muchas aplicaciones de la mecánica d fluidos es necesario tener en cuenta las variaciones de densidad- El

campo de los fluidos compresibles es muy dilatado, y comprende amplios intervalos de presión,

temperatura y velocidad. En la práctica de la ingeniería química interviene un área relativamente pequeña

de este campo. En el flujo de fluidos no compresibles, el parámetro fundamental es el número de Reynolds,

el cual es también un parámetro importante en algunas aplicaciones del flujo de fluidos compresibles. En el

flujo de fluidos compresibles a densidades ordinarias y velocidades elevadas, el parámetro fundamental es

el número de Mach. A densidades muy bajas, par las que el recorrido libre medio de las moléculas es

considerable, en comparación con el tamaño del aparato o de los cuerpos sólidos en contacto con el gas, es

preciso tener en cuenta otros factores.

El número de Mach, que se designa por NMa , se define como la relación entre la velocidad V del fluido y la

velocidad a del sonido en el fluido, para las condiciones de flujo.

 Ma

V  N 

a  

Se entiende por velocidad del fluido, el valor de la velocidad relativa del fluido con respecto al sólido que lo

limita o en el cual está sumergido, considerando que el sólido es estacionario y el fluido se mueve sobre él, o

bien que el fluido está estacionario y el sólido se mueve a través del fluido. El primer caso es el más común

en ingeniería química, mientras que el segundo es de la mayor importancia en aeronáutica y en el

movimiento de proyectiles, etc. Por definición, el número de Mach es igual a la unidad, cuando la velocidad

del fluido es igual a la del sonido en el mismo, a la presión y temperatura del fluido. Según que el número de

Mach sea menor, igual o mayor que la unidad, el flujo recibe el nombre de subsónico, sónico o supersónico.

Materiales y Sustancias:

  Regla

  Agua

  Venturímetro

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Práctica #2: Determinación del Número de Mach

Hernández Orozco Carla Edith

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Metodología:

1.  Hacer pasar por medio de un compresor, aire a través de la boquilla convergente/divergente.

2.  Tomar la temperatura del aire ambiente.

3.  Medir el diámetro de la boquilla.

4.  Calcular el número de Mach usando las ecuaciones de fluidos compresibles.

Datos:

3

3

2

1.6 0.016

0.5

27 300.2

1.46

.9.81

.

18

 f 

 Di cm m

mQ

h

T C K 

kg

m

Kg mgc

Kg s

g M 

mol

  

 

Cálculos:

3

2 2

4(0.95 )4 3733.264 1.03701(0.018 )

m

Q Q m mhv A Di m h s  

 

 / ;gc

va R T M Ma

a    

3

2

.(0.84486 . / )(1.4 / )(304.2 )(9.81 )

. / 11.0515 / 

28.9 /  

o

c

Kg mKgf m molK Kg m K  

Kgf sa R Tg M m s

Kg mol  

 

1.03701 / 0.0938

11.0515 / 

m s Ma

m s  

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Resultados y Discusión de Resultados.

Con los datos anteriores se obtuvo un NMa igual a 0.0938 , por lo que al comparar con datos de literatura

tenemos que la clasificación de los f luido con respecto al NM es la siguiente:

  NM < 1 = Subsónico.

  NM = 1 = Sónico.

  NM > 1 = Supersónico.

Ya que se obtuvo un NM con un valor por debajo de 1, entonces se concluye que nuestro f luido es de

carácter subsónico.

Referencias Bibliográficas:

  Número de Mach.

o  http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/conceptosbasicosmfluidos/nmach/nmach.html

  Operaciones básicas de ingeniería química, Volumen 1. Warren L. McCabe. Págs.127-129.

  Mecánica de Fluidos e Hidráulica.

o  http://www.slideshare.net/GRESIQ/mecanica-de-fluidos-e-hidraulica