Cabeza de elevación
En general, la altura hidráulica , o altura total, es una medida del potencial del fluido en el punto de medición. Se puede usar para determinar un gradiente hidráulico entre dos o más puntos.
En dinámica de fluidos , la cabeza es un concepto que relaciona la energía en un fluido incompresible con la altura de una columna estática equivalente de ese fluido. Las unidades para todas las diferentes formas de energía en la ecuación de Bernoulli se pueden medir también en unidades de distancia y, por lo tanto, estos términos a veces se denominan “cabezas” (cabeza de presión, cabeza de velocidad y cabeza de elevación). La cabeza también se define para bombas. Esta cabeza generalmente se conoce como la cabeza estática y representa la altura máxima (presión) que puede entregar. Por lo tanto, las características de todas las bombas se pueden leer generalmente de su curva QH (caudal – altura).
Hay cuatro tipos de potencial (cabeza):
- Potencial de presión – Cabezal de presión: el cabezal de presión representa la energía de flujo de una columna de fluido cuyo peso es equivalente a la presión del fluido.
ρ w : densidad del agua que se supone que es independiente de la presión - Potencial de elevación – Altura de elevación: la altura de elevación representa la energía potencial de un fluido debido a su elevación por encima de un nivel de referencia.
- Potencial cinético – Cabeza cinética: la cabeza cinética representa la energía cinética del fluido. Es la altura en pies que un fluido que fluye se elevaría en una columna si toda su energía cinética se convirtiera en energía potencial.
La suma de la cabeza de elevación, la cabeza cinética y la cabeza de presión de un fluido se denomina cabeza total . Por lo tanto, la ecuación de Bernoulli establece que la altura total del fluido es constante.
Considere una tubería que contenga un fluido ideal. Si esta tubería experimenta una expansión gradual del diámetro, la ecuación de continuidad nos dice que a medida que aumenta el diámetro de la tubería , la velocidad del flujo debe disminuir para mantener la misma velocidad de flujo másico. Dado que la velocidad de salida es menor que la velocidad de entrada, la altura cinética del flujo debe disminuir desde la entrada hasta la salida. Si no hay cambios en la altura de elevación (la tubería queda horizontal), la disminución de la altura cinética debe compensarse con un aumento de la altura de presión.
