Ejemplo: la fuerza que actúa sobre un codo deflector
Se usa un codo (digamos de la tubería primaria) para desviar el flujo de agua a una velocidad de 17 m / s . El diámetro de la tubería es igual a 700 mm . La presión manométrica dentro de la tubería es de aproximadamente 16 MPa a una temperatura de 290 ° C. El fluido tiene una densidad constante ⍴ ~ 720 kg / m 3 (a 290 ° C). El ángulo del codo es de 45 ° .
Calcule la fuerza en la pared de un codo deflector (es decir, calcule el vector F 3 ).
Suposiciones
- El flujo es constante.
- Las pérdidas por fricción son insignificantes.
- El peso del codo es insignificante.
- El peso del agua en el codo es insignificante.
Tomamos el codo como el volumen de control . El volumen de control se muestra en la imagen. La ecuación de momento es una ecuación vectorial, por lo que tiene tres componentes. Tomamos las coordenadas x y z como se muestra y resolveremos el problema por separado de acuerdo con estas coordenadas.
Primero, consideremos el componente en la coordenada x . La conservación de la ecuación de momento lineal se convierte en:
Segundo, consideremos el componente en la coordenada y . La conservación de la ecuación de momento lineal se convierte en:
La fuerza final que actúa sobre la pared de un codo deflector será:
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