IIQ2013 - Clase 1

En primer lugar se deben cargar las librerias que vamos a utilizar

import numpy as np
import CoolProp.CoolProp as CP # Coolprop as the free version of REFPROP

Ecuación de Hagen-Poiseuille

A continuación podemos generar una función que nos ayude a calcular \(\mu\) usando la ecuación de Hagen-Poiseuille

def mu_hp(P_0, P_L, R, L, w, rho):
    return np.pi * (P_0-P_L) * R**4 / (8 * L * (w/rho))

Si necesitamos recuperar alguna propiedad física de bases de datos se puede utilizar CoolProp

### Properties

p = 1e5
fluid = 'NH3'
# Densidad del amoniaco
rho_l = CP.PropsSI('D', 'P' , p , 'Q',0,fluid)
# Viscosidad del amoniaco
mu_l = CP.PropsSI('V','P',p,'Q',0,fluid)   

print("rho_l %.2e"%  rho_l)
print("mu_l = %.2e Pa*s" % mu_l)
print("mu_l = %.2e cP" % (1000 * mu_l))

rho_l 6.82e+02
mu_l = 2.56e-04 Pa*s
mu_l = 2.56e-01 cP

Ejemplo 1.1

Amoniaco líquido fluye en un tubo circular cilíndrico de 0.2 cm de diámetro y 10 cm de largo a un caudal volumétrico de 1 mL/s. La densidad del amoniaco en su punto de saturación, -33.58 C, es de 682.0 kg m^-3, y su viscosidad es 0.256 cP. Calcule la caída de presión a través del tubo.

Para comprobar la aplicabilidad de la ecuación de Hagen-Poiseuille es necesario comprar el régimen de flujo mediante el número de Reynolds.

1. Calculo del número de Reynolds

# Caudal volumetrico
vdot = 1e-6 # m^3/s
# Diámetro de la tubería
d = 0.2e-2
# Area de la tuberia
A = np.pi*d**2/4
# Velocidad
vz_av = vdot / A
# Re
Re = rho_l * vz_av * d/mu_l
print("Re = %.3f " % Re)

Re = 1698.891 

2. Aplicación de la ecuación de Hagen-Poiseuille

L = 0.1 # 10 cm
delta_P = 32*L*mu_l*vz_av/(d**2)
print("Delta P = %.2f Pa" % delta_P)

Delta P = 65.07 Pa