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Tecnología de sistemas discontinuos sólido-fluido: La transferencia de cantidad de movimiento entre cilindros coaxiles rotantes
Carlos Alberto Azize Jorge J. Ronco
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Resumen/Descripción – provisto por el repositorio digital
Este trabajo tuvo por objeto el estudio de la transferencia de cantidad de movimiento desde un cilindro interior rotante hacia uno exterior inmóvil a través de un medio flúido. El estudio se realizó en un amplio rango de números de Reynolds (entre 1 y 10^6) abarcando los regímenes laminar y turbulento neto. Los datos experimentales, analizados e interpretados, condujeron al establecimiento de correlaciones generales que dan el valor del coeficiente de transferencia de cantidad de movimiento, cD, en función del número de Reynolds, Re, y de los parámetros geométricos, en este tipo de sistema. El equipo, diseñado y construído al efecto, permitió medir el momento de torsión que aplicado al cilindro externo impide que el mismo rote en el sentido en que lo hace el interior. Con el valor del momento se calcula el del número de potencia, Po, correspondiente y al logaritmo de éste se lo representa gráficamente en función del logaritmo de Re. Las curvas obtenidas con el cilindro externo de diversos diámetros, con distintos tamaños y número de cortacorrientes y con distintas alturas del sistema son sensiblemente paralelas entre sí, siendo su tendencia decreciente, en régimen turbulento. Gracias al hecho que las curvas experimentales guarden el paralelismo al que se hizo mención, se deduce que la función que vincula a los datos experimentales en régimen turbulento tiene la siguiente forma: *Ver en tesis* en la cual F0 representa la corrección por el efecto de bordes B, esto es, la cantidad de movimiento que es transferida por otras superficies distintas a la lateral del cilindro interno y que debe ser eliminada para establecer la correlación; f1 es la función que da la influencia de la geometría del sistema: número de cortacorrientes n, anchos de los cortacorrientes h, diámetro del recipiente d; f2 es la función que describe la forma de la curva en función de Re. De las determinaciones efectuadas con sistemas de distintas alturas surge que f0 es una constante de valor 0.847 en el régimen turbulento. El estudio de los datos experimentales conducentes a la evaluación de f1 origina las siguientes conclusiones: a) Las variables n,h,d, son interdependientes. b) Esta interdependencia queda definida por un grupo adimensional nh/d, que establece la medida de "baffled" del sistema. c) A Re constante, la cantidad de movimiento transferida crece asintóticamente hacia un valor máximo al crecer nh/d. La forma de la ecuación que describe este hecho, f1 = K-(k-l)e^-ɣnh/d , es de especial interés pues podría resultar de aplicación general en el diseño de recipientes agitados, de mucha importancia técnica, en los que es conocido el hecho de que la potencia consumida a Re = cte. no crece por encima de cierto valor al aumentar h (sistema "full baffled"). La forma de las curvas formadas por los datos experimentales puede ser expresada, con aproximación creciente, por las siguientes funciones (f2): I) Una función monómica simple de exponente de Re constante. II) Una función de la forma *ver en tesis* son constantes dependientes de la geometría del sistema, basada en el modelo teórico de Prandtl para la transferencia de cantidad de movimiento en régimen turbulento. III) Un monomio cuyo exponente de Re es función cuadrática de ln Re. La combinación de estas funciones con las halladas f0 y f1 conduce a las siguiente correlaciones finales para el régimen turbulento: I) *Ver en tesis*. II) *Ver en tesis*. III) *Ver en tesis* siendo, para el caso de n = 0, notable la similitud de la primera de éstas con la clásica de Blasius para el factor de fricción del flujo de flúidos por tuberías cilíndricas lisas. Para el régimen laminar las funciones halladas tienen la forma: cD = c/Re. dependiendo c de las variables geométricas. Tal como la teoría de la estabilidad del régimen laminar en este tipo de sistemas lo prevé, la transición a régimen turbulento se produce a muy bajos valores de Re (alrededor de 80). A igualdad de Re, c es función creciente de h en el sistema en régimen laminar con cortacorrientes. Este hecho marca una diferencia respecto del flujo de flúidos por tuberías cilíndricas en el cual la rugosidad de la pared no influye sobre el factor de fricción en el caso de régimen laminar. Para interpretar este resultado se ha supuesto que la existencia de cortacorrientes disminuye el "diámetro efectivo" del cilindro externo.Palabras clave – provistas por el repositorio digital
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Disponibilidad
| Institución detectada | Año de publicación | Navegá | Descargá | Solicitá |
|---|---|---|---|---|
| No requiere | 1966 | Biblioteca Digital (FCEN-UBA) (SNRD) |
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Información
Tipo de recurso:
tesis
Idiomas de la publicación
- español castellano
País de edición
Argentina
Fecha de publicación
1966
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