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Distribución del flujo en colectores — Wikipedia (es)

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License (as archived): CC-BY-SA-4.0
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El flujo en colectores es muy habitual en numerosos procesos industriales cuando es necesario distribuir un gran caudal de fluido en varios flujos paralelos, o reunirlos en un único flujo de descarga, como ocurre en las pilas de combustible, los intercambiadores de calor, los reactores de flujo radial, los sistemas hidrónicos, los sistemas de protección contra incendios y el riego. Los colectores suelen clasificarse en uno de los siguientes tipos: colectores divisores, combinados, de tipo Z y de tipo U (fig. 1). Una cuestión clave es la uniformidad de la distribución del flujo y la caída de presión. Tradicionalmente, la mayoría de los modelos teóricos se basan en la ecuación de Bernoulli tras tener en cuenta las pérdidas por fricción mediante un volumen de control (Fig. 2). La pérdida por fricción se describe mediante la ecuación de Darcy-Weisbach. Se obtiene una ecuación determinante del flujo dividido de la siguiente manera: donde W {\displaystyle W\,} es la velocidad, P {\displaystyle P\,} es la presión, ρ {\displaystyle \rho } es la densidad, D {\displaystyle D\,} es el diámetro hidráulico, f {\displaystyle f\,} es el coeficiente de fricción, X {\displaystyle X\,} es la coordenada axial en el colector, ∆X = L/n. La variable n es el número de puertos y L la longitud del colector (fig. 2). Esto constituye un principio fundamental de los modelos de colectores y redes. Así, una unión en T (fig. 3) puede representarse mediante dos ecuaciones de Bernoulli, correspondientes a las dos salidas de flujo. Un flujo en un colector puede representarse mediante un modelo de red de canales. Las redes de canales paralelos a múltiples escalas se describen habitualmente como redes reticulares, utilizando una analogía con los métodos convencionales de circuitos eléctricos. Un modelo generalizado de la distribución del flujo en redes de canales de pilas de combustible planas. De forma similar a la ley de Ohm, se supone que la caída de presión es proporcional a los caudales. La relación entre la caída de presión, el caudal y la resistencia al flujo se describe como Q2 = ∆P/R. f = 64/Re para el flujo laminar, donde Re es el número de Reynolds. La resistencia por fricción, R = 128 μ L π d 4 {\displaystyle \,R\,={\tfrac {\,128\mu \,L}{\pi \,d^{4}}}} según la ley de Poiseuille. Dado que tienen el mismo diámetro y longitud en la fig. 3, sus resistencias son iguales, R2 = R3. Por lo tanto, las velocidades deberían ser iguales en las dos salidas o los caudales deberían ser iguales según las hipótesis. Obviamente, esto contradice nuestras observaciones. Nuestras observaciones muestran que cuanto mayor es la velocidad (o el momento), mayor es la fracción de fluido que pasa por la dirección recta. Solo en un flujo laminar muy lento, Q2 puede ser igual a Q3. La cuestión planteada a partir de los experimentos de McNown y de Acrivos et al. Sus resultados experimentales mostraron un aumento de la presión tras la unión en T debido a la ramificación del flujo. Este fenómeno fue e

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Fonte: Wikipedia in spagnolo, voce «Distribución del flujo en colectores» — https://es.wikipedia.org/wiki/Distribuci%C3%B3n_del_flujo_en_colectores
Wikidata Q8564027: «Fluid dynamics study of flow distribution in parallel channels» (dati Wikidata in CC0 1.0) — https://www.wikidata.org/wiki/Q8564027
Autori: i contributori di Wikipedia (cronologia: https://es.wikipedia.org/wiki/Distribuci%C3%B3n_del_flujo_en_colectores?action=history).
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