tablas de termodinamica, Apuntes de Ingeniería

¡Descarga tablas de termodinamica y más Apuntes en PDF de Ingeniería solo en Docsity! APÉNDICE C * PROPIEDADES DE FLUIDOS Y FLUJOS TABLA C.1 Propiedades físicas del aire a presión atmosférica estándar (unidades Sl)? Viscosidad Viscosidad Razón de Densidad dinámica cinemática calores Temperatura Pp Y v específicos (ec) (kg/m3). — (N- sim?) (m?s) Y -40 1.514 157 E-5 1.04 E-5 1.401 -20 1.395 163 E-5 1.17 E-5 1.401 0 1.292 171 E-5 132 E-5 1,401 5 1.269 173 E-5 136 E-5 1,401 10 1.247 176 E-5 141 E--5 1.401 15 1.225 180 E-5 147 E-5 1.401 20 1.204 182 E-5 151 E-5 1.401 25 1.184 185 E-5 156 E- ; 1.401 30 1.165 186 E-5 1.60 E- 1.400 40 1.127 187 E-5 166 E- : 1.400 50 1.109 19% E-5 1.76 E-5 1.400 60 1.060 197 E-5 186 E-5 1.399 70 1.029 203 E-5 1.97 E-5 1.399 80 0.9996 207 E-5 2.07 E-5 1.399 90 0.9721 2114 E-5 2.20 E-5 1.398 100 0.9461 217 E-5 2.29 E-5 1.397 200 0.7461 253 E-5 339 E-5 1.390 300 0.6159 298 E-5 :484 E-5 1.379 400 0.5243 3.32 E-5 634 E-5 1.368 500 0.4565 3.64 E-5 7.97 E-5 1.357 1000 0.2772 " 5.04 E-5 182 E-4 1.321 8 Basado en los datos de R. D. Blevins, Applied Fluid Dynamics Handbook, Van Nostrand Reinhold lr Co., Inc., Nueva York, 1984, > 1526 “9U| “09 PIOYUISY PUENSON UBA 'YOOQPUBH SOJUBUAG pinjy peliddy "sule¡g "q “y ep soy “y861 “OA PAINN ep so¡ ua opeseg y 6ze'L £-3 LoL 1-3 096 +p-3 L6%9 00S! Lse'L v-3 0€6 1-3 S8L +Y-3 9bbr8 0001 19€'L v-3 899 ¿-3 189 €-3 0z0'L 0SZ e8£'L Y-3 Loy ¿-3 089 €-3 9871 005 68€'L v-23 SY ¿2-3 88 €-3 S€bL 00p v6€'L v-3 90€ 1-3 /6b £-3 pz9L 00€ 86€'L v-a 0yz ¿-3 6rb €-3 028) 00z 66€'L vV-3 STZ 1-3 vb €-3 8z61L 081 66€'L v-3 zlz ¿-3 ZZb €-3 0661 091 66€'L v=3 LOZ ¿3 €lib €-2 ¿807 0pL o0t"L v-23 681 ¿23 ZOb €-23 8zLZ 01 00y"L v-3 621 ¿3 60€ €£-3 p0ZzZ 001 00p"L v-3 p£1 ¿3 06€ €-3 bz 06 00b"L v-23 691 ¿=3 98€ €-3 987Z 08 LOp"L v-2 p9L 1-3 28€ €-3 6Z€Z 02 LovL +v-3 891 ¿=3 90€ €-3 €lEZ 09 Lob"L v-2 z91 1-3 89€ €-3 0ZVZ 09 Lob"L v-23 9rL 1-23 09€ €-3 69'z 0p Lob"L PZA CPL_ LABS €£-3 6l8z _0€ LOb'L b.—3 9€L 1-3 09€ €-3 19%. 0z LOb"L v-3 Lel L-3 bye €£-2 9OZ oL Lobo v-23 921 1-3 80€ £-3 €89Z 0 Lob"L v-3 6LL L-3"VPEE £-3 SO08Z 0z- LoyL v-3 ZLL 1-3 6% €-3 6€67Z 0p- 4 (s/¿01d) (ord;s q) (¿ard¡Bn¡s) (4) so91y¡9edse 4 n d enjejedua] seJo|¡e9 e9/ppuaujo e9¡ueup pep¡sueg 9p UQZEY PepIso9sIA PepIso9sIA a o e(99 sepep!::n) 1epuejsa 29119,s0uJe u91seJd e sae ¡op SE91SIy sapepardo., "SN vIavi 530 APÉNDICE C PROPIEDADES DE FLUIDOS Y FLUJOS TABLA C.6 Propiedades del aire atmosférico estándar de los EUA (unidades BG)" Aceleración Viscosidad de la Presión Densidad dinámica Altura Temperatura gravedad Pp Pp Q (pie) (*F) 9 (plels?) — [Ib,/pulg?(abs)] (slugipie) — (by-s/pie?, -5 000 76.84 32.189 17.554 2.7145 E-3 38386 E- 7 0 - 59.00 32.174 14.696 2.377 E-3 3737 E- 7 5 000 41.17 32.159 12.228 2.048 E- 3 3.637 E-7 10 000 23.36 32.143 10.108 1.756 E-3 3534 E-7 15 000 5.55 32.128 8.297 1498 E-3 3430 E- 7 20 000 -12.26 32.112 6.759 1.267 E-3 3.32 E- 7 25 000 30.05 32.097 5.461 1.066 E-3 3217 E- 7 30 000 47.83 32.082 4.373 8.907 E-4 3.107 E- 7 35 000 65.61 32.066 3.468 7.382 E-4 299 E- 7 | 40 000 69.70 32.051 2.730 5.873 E-4 2.969 E-7 45 000 69.70 32.036 2.149 4.623 E-4 2969 E-7 50 000 69.70 32.020 1.692 3,639 E-4 2969 E-7 60 000 69.70 31.990 1.049 2.256 E-4 2969 E-7 70000 67.42 31.959 0.651 1392E-4 2.984 E-7 | 80 000 61.98 31.929 0.406 8.571 E-5 3.018 E-7 90 000 56.54 31.897 0.255 5.610 E-5 3.052 E-7 100 000 -51.10 31.868 0.162 3318 E-5 3.087 E-7 ; 150 000 19.40 31.717 0.020 3.658 E-6 3,511 E-7 ¡ 200 000 19.78 31.566 0.003 5.328 E-7 3.279 E-7 250 000 88.77 31,415 0.000 6.458 E-8 2846 E-7 BDatos de U. S. Standard Atmosphere, 1976, U. S. Government Printing Office, Washington, D, C. TABLA C.7 Densidades de al gunos sólidos y fluidos comunes (kg/m!) a presión at mosférica y 20"C Oro 19 300 Plomo 11 370 Plata 10510 Cobre 8 906 Acero 7850 + Aluminio 2770 Plexiglás 1180 Agua (20*C) 998 Roble (rojo) 660 . Hielo 920 Pino (oriental, blanco) | 370 Agua de mar 1025 Mercurio 13 550 Aceite SAE 30 917 Keroseno 809 Gasolina 680 Alcohol etílico 789 Aire (nivel del mar) 1.204 Bióxido de carbono 1.85 Argón 1.679 Metano (gas natural) 0.677 Propano 1.854 Hidránena AM NAñ1 Halia niña Viscosidad absoluta, N sim? FIGURA C.1 1 Po TT yor ] I UN am 2080010? lb, apio i | Olicerina YO . a .o .. 110? > Aceite SAL 10W-30 Aceite SAE 10W Bióxido de carbono Ale Hidrógeno -20 0 20 40 60 80 100 120 Temperatura, *C Viscosidad dinámica de fluidos comunes como función de la temperatura (a una atmos- fera) Adaptado de Fox and McDonald, introduction to Fluid Mechanics, publicado por John Wiley 4 Sons, 48. ed., 1992. 592 APÉNDICE € PROPIEDADES DF FLUIDOS Y FLUJOS 110? I I 4 1 ma « 10.76 plo?/a 2 Helio a Hidrógeno Xx o === 7] el- . Y S 4| e ba ly Nh Metano Aire 7] ] ——— xo de carbono A] 2 [Los Ml ue Viscosidad cinemática, m/s N 7 NA] sl O o e A] Octano 4| === etractoruro de ca rbon HA 2|p o = Mercurio 1107 AAA 8 mu 6 l l 1 1 l l -20 0 20 40 60 80 100 120 Temperatura, *C za FIGURA C.2 Viscosidad cinemática de fluldos comunes como función de la temperatura (a una almós- d qe fera). Adaptado de Fox and McDonald, Introduction to Fluld Mechanics, publicado por John Wiley 8 Sons, E + 4a. ed., 1992, APÉNDICE A — PROPIEDADES FÍSICAS DE ALGUNOS FLUIDOS Y Aa CAMACIEMBNiCOS DEL FLUJO E VÁLVULAS. ACCESORIOS Y TUBERIAS mam (e A-21b. Rugosidad relativa de los materiales de las tubería E ción + ; < s y factor - de fricción para flujo en régimen de turbulencia total AS Diámetro de la tuberia en pies — D ñ . < ALS. 21 - - 67 ¡ DE ( ( .05 ( , 04 ( .008 035 ( «DOG ( 005, .004 -03 .003 ( 025 .002 ( 5 Ml ( -| m $ y 001 de E ¿ £ .0008 E É 0006 e 3 “0005 E | E 0004 01€ 3 E 0003 3 É 3 2007 014 e a ! Ss .0001 012 -00008 «00006 .00005 00004 S 01 00003 00002 009 .00001 008 eS .000008 .000006 «000005 10 20 30 46 5060 80100 200 300 Diámetro de la tubería, en pulgadas — D (La rugosidad absoluta £ milimetros) ss . Problema: Determínense las rugosidades absoluta y relativa y el factor de razonamiento para e po flujo en turbulencia total, en una tubería de hierro fundido de 10 pulg. de diámetro interior. rización. : Solución: La rugosidad absoluta (£) = 0.26... Rugosidad relativa (£/D) = 0.001 ... Factor de fricción para flujo en régimen de turbulencia total (M) = 0.0196 "se¡Bu] 2ua]sIS ¡ep sapepiun— eJnjejadua] SNSISA POMIBUIp PEPISODSIA (Jo) . tImesodua DOz (emu ses) OUBIRAL Ost OUOQUE) AP OPIXO!: OUOQUe9 2p OJMO[Den2 L OUNIAA v6'0 18 “$s O3JOISOQUIO) 0S1 001 os 160 13 :3s 3 OEUOUrY OUISOIPIH T > 01x y 9 3 OIXT IS T 89'0 13 :3s > 9-01 Xx Puroseo y 9 Ou939u9g 8) ¿0x1 5 On JOYo9Ty* 7 TES ouasoJan?) ? (10EN 2507) : ) Pan uITeS y-01 XI OL IWS y £60 13 35 T Ópno o9]9na p +01 y 93048 85 9 opnu9 091onad xr 3 ¿01x y 9 / -01x1 3 lo o9JoIsNQUIO) | -01 (¿21d/5-Q1) U POJUIYUIP PRPISODSI A "IS [8p Sepepiun— ejnyesadura] sas/8a eomupuip PEpIsoosIA (Do) y tameradura], OzlI 001 08 09 Ob 0z 0 01- (resmeu seg) 9 OUEN] OIPIUOUIY. ous91pIH | 8 5DIXI LOQ12> ap OPr99IgL t OUSÍIXO| r s-01x > 9 8 y-01x1 9'0 13-35 PunJoseo 7, ousDuag y-01x |_ ouoqueo ap y OJMLO|e212 1, 9 HAS [OYO5[y- 3) < ES OLn313 2 - A Ou3asoJanp É : Sa IDEN 207) ¿ox $ eones a 01 avs z pos ) 3 £60 18-35 Mr a Opn19 0aj9n9g E A Z 3 2, 98'0 13 '3s a »60 18 85 nu o9Jonay > ¡03[915MQUIO) ¿01 E f ¡01 xt Puno O ¡01 ELL] sos Ll | O3[9ISMQUIO; | | 115du1o er U0) PDEDISOISIA Pl IP VOISPUBA e aia dy 8.7.1 Diagrama de Moody rugosidad para el hierro dúctil recubierto, a menos que se diga otra cosa. La tub elaborada por ciertos fabricantes tiene una superficie interior más lisa, que se acer la del acero. El tubo de concreto bien fabricado tiene valores de rugosidad sim: a los del hierro dúctil recubierto, como se observa en la tabla. Sin embargo, existe 1. rango amplio de valores que debe obtenerse de los fabricantes. El acero remachado se emplea en ciertos ductos largos e instalaciones existentes. Uno de los métodos más utilizados para evaluar el factor de fricción emplea el diagrama de Moody que se presenta en la figura 8.6. El diagrama muestra la gráfica del factor de fricción f versus el número de Reynolds Nz, con una serie de curvas paramétricas rela cionadas con la rugosidad relativa D/e. Estas curvas las generó L. F. Moody a partir de datos experimentales. (Consulte la referencia 2.) Se grafica en escalas logarítmicas tanto a fcomo a Nr, debido al rango tan amp! de valores que se obtiene. A la izquierda de la gráfica, para números de Reynolds me- nores de 2000, la línea recta muestra la relación f = 64/Np para el flujo laminar. Para 2000 < Np < 4000 no hay curvas, debido a que ésta es la zona crítica entre el flujo laminar y el flujo turbulento, y no es posible predecir cuál de ellos ocurrirá. El cambio de flujo laminar a turbulento da como resultado valores para los factores de fricción den- tro de la zona sombreada. Más allá de Ng = 4000, se grafica la familia de curvas para distintos valores de D/e. Podemos hacer algunas observaciones importantes acerca de estas Curvas: 1. Para un flujo con número de Reynolds dado, conforme aumenta la rugosidad rela- tiva D/e, el factor de fricción f disminuye. 2. Para una rugosidad relativa D/e, el factor de fricción f disminuye con el aumento del número de Reynolds, hasta que se alcanza la zona de turbulencia completa. 3. Dentro de la zona de turbulencia completa, el número de Reynolds no tienen ningún efecto sobre el factor de fricción. 4. Conforme se incrementa la rugosidad relativa D/e, también se eleva el valor del nú- mero de Reynolds donde comienza la zona de turbulencia completa. La figura 8.7 es una representación simplificada del diagrama de Moody donde identificamos las zonas diferentes. Ya estudiamos la zona laminar de la izquierda. A la derecha de la línea punteada y hacia la parte inferior del diagrama se encuentra la zona de turbulencia completa. El factor de fricción más bajo posible para un número de Rey- nolds dado en el flujo turbulento está indicado por la línea de tuberías lisas. Entre la línea de tuberías lisas y la línea que señala el inicio de la zona de turbu- lencia completa está la zona de transición. Aquí, las líneas distintas D/e son curvadas y se debe tener cuidado para evaluar el factor de fricción en forma apropiada. Por ejem- plo, puede observar que el valor del factor de fricción para una rugosidad relativa de 500 disminuye de 0.0420 para Ng = 4000 a 0.0240 para Np = 6.0 X 10%, donde co- mienza la zona de turbulencia completa. Por medio de la figura 8.6 compruebe su habilidad para leer el diagrama de Moody en forma correcta, con la verificación de los valores de los factores de fricción para los números de Reynolds y rugosidad relativa que proporcionamos a continuación. Nk D/e f 6.7 x 107 “150 0.0430 16 x 10* 2000 0.0284 1.6 x 10% 2000 0.0171 2.5 Xx 10% 733 0.0223 $ : 3 w7 0.10 Rugosidad relativa D/e 0.09 Zona de turbulencia completa, tuberías rugosas 0.08 0.07 20 0.06 30 40 0.05 50 60 0.04 80 a 100 $ 150 E 0.03 200 3 300 g 0.025 E 500 750 0.02 1000 1500 2000 .0.015 2000 5000 Tuberías lisas 10000 | 20000 0.01 30000 0.009 50000 .008 100000 0.00 2 34568 2 34568 2 34568 2. 34568 2. 314568 103 104 105 106 107 5200000 108 Número de Reynolds Nz FIGURA 8.6 Diagrama de Moody. (Fuente: Pao, R. H. F. 1961. Fluid Mechanics. Nueva York: John Wiley e hijos, p. 284.) ns A opi ap odn [a Á ofnp 9p PRprooraa e] *oyosy pasa anb ap perrayeur ya “epoqn) ey ap 10119141 ONQUIPIP [9 UOS uaJambal as anb sO0!sgq SOJEP SO] “OJUY) JOH NS -03n1 e] Á SpJOUA9yY 2P OJSWINU [Sp JOJLA [9 ISISIOUOI IAF “OJUIMGIM OM] 19 exed f ApooIN >p vuradep Pp os UQIOOLY DP 10198] [9P JOJEA [9 JUNLULISJOP e JepnÁe exed ez1[nn 9s ÁpooA 9p PUeI3erp Ta TL8 > Pp osn "sa]10PJ SPUI UBOS SAULOJOP[OAIAUL 9 SOMITZO SO] IND 3D8Y 0IqH 3152 US vaJdwro as anb gro -U9AUO9 E] anb sOul991) “PLISqn e] 9P OIPYI [9 $9 4 IPUOP *3/4 O 4/3 “G/> :BANEJO pep -1so3n1 e] serodaJ eJed sauo1gu3AuO) Seno UeZI[AN sepoualajaJ Á soyxa) soun3 e ug “oyugur pe epopua, anb *“opuer3 AIUAWELBUIPIORAXS OJSWNU Un euefone >/(7 ajuotoos fa anb efeq ue, peprso3n1 eun U9U3N SAJENO SO] “OLPIA [9 OWIOI SALLE eed eo[dula 9s Sos! Spj49qn1 201p Mb PAImo e] “oyo9y 9 “es! euoqny eun “1109p sa *> ap Ofeq JO[EA UN Bo1pur eI]o ap oJJe 10ea un */q Ow09 3UYAP 3] AS BARES pepisoBru e] e onb e oprgop anb searosqo eqeq "SOANEOoyIU3!s UOS POYTUSBUr [E) SP SOIQUIEI SO] “UYIDILY Sp 301983 Te peuoraJodod AJUQUIBIDANP SO EISISUI IP PPIpi9d e] anb e opiqag 'o1so BHLLInJO IPUOP SP[OUÁ9Y AP OJAUIpu [op JOJea 19 asiospald apand ou “sguopy “9%Qpz 9p Oju9uIaJJur un eyuosaldos anb o] “oyuo¡ng1m o3ues [ep ordtound re “0009 = YN ered ¿100 alourepeunxolde e “eu «Jue OBuex [op Teuly 12 0007 = YN exed ZE0'0 9P PLEIuaUIaJJur 9s U9ID9M] Ap JOJ98] 19 OZ = 3/q 109 euaqn eun us ofnyy un exed “opduna(a JOg “oyuspnqu e seupure] op esed OÍn[J TA SULIOJUO) IPUEIÍ SI UQISILY IP 103983 T9P OJUIUIALOUI [9 “(BLr9qMI e] 9p pased ey >p 9puer3 pepisoBn1 ue91pur anb) >/q ap sofeq soJoTeA eJe¿ “BANP]91 pepiso3nu op JOTeA [9 UO9 OPI3NOL IP JEIQUIBO BIIPON UYIDILY SP 103083 To IND US PIQUBUI P] LISINUI PPeaJQ : -u1OS Bpueq e] “O3ueJ 9s9 9p onusp ofnÍy ap odn [o asmoopard apand ou anbiod 000p .£ 0007 SPIOUÁSY SOJSUIYU SO] AUS PONLO BUOZ E] seras amb Aey “orqrsod sa 19 “ApooA ap turesBerp [op somed se] op U9Loeondxg 8 VANDIA YN “SpIoukoy 9p OXdUN 000+ 0007. ol ¿01 ¿or ¿ot ¿Or | 1 = A == y 10 UDI9ISUBN IP =- o ] ; Buoz e] Á ejapduoo = e ses] SeaqnL ! ; > 1 B10u3|nqun ap Buoz e] | a ; A.NUO BLIOSIAIP POUJ] —Á o 1 ! 5] z p— 20 > 1 005 =>/0 > Lo, ; UN o 1 Leo y 5 apduroo eloua]n: N e, 2 eJal 19U3NQML J o ] Lo 3 = a S 0s=>/4 nl 3 Ñ sor é ra S : 1 S 07 =>/0 — eN o” 1 L _ — 01 ly ' O1UANQUAL <A a RU] 1 ' : B319 PUOZ OMA 1