UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO

Facultad De Ingeniería - Industrial

Asignatura: Termodinámica

Docente: Ing. Miguel Arapa

Alumnos:

Vanessa Loayza Díaz Angela Bravo Ramos Roger Soncco Maxi Paul Sequeiros Montesinos

DIFUSORES

INDICE:

1. DIFUSORES

2. CONDUCTO DEL DIFUSOR• EN TERMODINAMICA• IRREVERSIBILIDADES

3. DIFUSORES EN LA TERMODINAMICA

4. TIPOS DE DIFUSORES• TOBERAS Y DIFUSORES• DIFUSOR F1• DIFUSOR DE AIRE• DIFUSOR DE BOMBA• DIFUSOR DE LUZ• EFECTO VENTURI

5. CONCLUSIONES

6. BIBLIOGRAFIA

Es el encargado de dirigir el flujo del aire hacia el interior pero no a través del eje sino hacia la cámara de combustión. Aumenta la presión del aire entrante y evita que se apague la flama, por entrada de flujo directo.

El difusor puede ser una parte integral de la carcasa del compresor o puede estar  fijado por separado. En cada caso se compone de una serie de paletas de forma tangencial al disco. Los pasajes de paletas son divergentes para convertir la energía cinética en presión y los bordes internos de las paletas se encuentran en línea con la dirección del flujo de aire resultante del impulsor.

Los carburadores son las máquinas que los utilizan con mayor frecuencia aunque sirven también en otros mezcladores.

Al inicio del ciclo, el aire es inducido en el motor y comprimido.  En la siguiente etapa de su viaje, el aire pasa a través del difusor donde se ejerce una fuerza de reacción pequeña.Desde el difusor el aire pasa a las cámaras de combustión donde se calienta, y en la consiguiente expansión y la aceleración de los gases genera grandes fuerzas de empuje que se ejerce sobre las paredes de la cámara.

DIFUSORES

Las condiciones en la entrada del conducto del difusor son las mismas que las condiciones en la salida del compresor Por ejemplo: 19,049 lb.Por lo tanto, teniendo en cuenta que el difusor:

En su forma más simple, un difusor es meramente un pasaje divergente en el cual el fluido es desacelerado y la reducción de velocidad es convertida en aumento en la presión estática. En difusores largos de bajo ángulo de divergencia, la perdida de presión es alta debido a la fricción a lo largo de la pared.

Estos difusores son, en algunos casos, poco prácticos debido a su gran longitud. En todos los motores de aeronaves, y también en algunos motores industriales, la longitud es importante, y es esencial, por lo tanto, la difusión debe ser realizada en la más corta distancia posible.

Con un incremento en el ángulo de divergencia, tanto la longitud de los difusores como la perdida de fricción se reducen. Usualmente el ángulo se encuentra entre 6 y 12 grados.

Desde el punto de vista del diseño:

Un difusor ideal es aquel que alcanza la reducción de velocidad requerida en la longitud más corta posible, con la mínima perdida de presión total y con un flujo uniforme y estable a su salida.

Para que esto se logre, la entrada de perfil de velocidad debe ser simétrica, pero desafortunadamente en muchos motores, la salida de la velocidad en la compresión es asimétrica y por tanto es difícil alcanzar un resultado óptimo en la difusión.

EN TERMODINAMICA:

Dos factores pueden cambiar la entropía de una masa fija: la transferencia de calor y las irreversibilidades. Así se deduce que la entropía de una masa fija no cambiara durante este proceso reversible internamente y adiabático, el cual se denomina un proceso isotrópico (entropía cte.). Un proceso isotrópico aparece como una línea vertical sobre un diagrama T-s. Muchos sistemas y dispositivos de

Conducto del

ingeniería como las bombas, turbinas, toberas y difusores son esencialmente adiabáticos en su operación y tienen mejor desempeño cuando se minimizan irreversibilidades tales como la fricción asociada con el proceso

IRRREVERSIBILIDADES:

Cualquier diferencia entre el trabajo reversible y el trabajo útil se debe a las irreversibilidades presentes durante el proceso y se denomina irreversibilidad. En todos los procesos reales la irreversibilidad es una cantidad positiva, ya que el término de trabajo es positivo para dispositivos que producen trabajo, y negativo si para dispositivos que consumen trabajo. La irreversibilidad se considera como la oportunidad perdida para hacer trabajo. Representa la energía que podría haberse convertido en trabajo pero que no lo fue. Cuanto más pequeña es la irreversibilidad asociada con un proceso, cuanto mayor será el trabajo producido. Para mejorar el rendimiento de sistemas de ingeniería complejos deben localizarse las fuentes primarias de irreversibilidad asociadas con el componente en el sistema y deben realizarse esfuerzos para minimizarlas.

Un difusor es el dispositivo mecánico que está diseñado para controlar las características de un fluido, en la entrada de un sistema termodinámico abierto. Los difusores se utilizan para disminuir la velocidad del fluido y para mejorar su mezcla en el líquido circundante. Por el contrario, una boquilla es a menudo objeto de aumentar la velocidad de descarga y dirige el flujo en una dirección particular. Los efectos de fricción pueden ser importantes, pero por lo general se descuidan. Sin embargo, la transferencia de trabajo siempre se asume que es cero. También se asume que los cambios de la energía térmica son mayores que los cambios de la energía potencial y por lo tanto este último, por lo general se puede despreciar en los efectos de análisis. Los difusores son muy comunes en instalaciones de calefacción, ventilación y sistemas de aire acondicionado. Los difusores se utilizan en el aire y en los sistemas de agua de climatización como parte de los subsistemas en la sala de distribución de aire y sirven para varios propósitos:

1. Para conceder tanto la ventilación como el aire acondicionado. 2. Distribuye uniformemente el flujo de aire en la dirección deseada. 3. Para mejorar la mezcla de aire en la habitación. 4. Para hacer que el chorro de aire se pueda fijar en un límite máximo o en cualquier otra superficie, aprovechando el efecto Coanda.5. Para crear el movimiento de baja velocidad del aire en la habitación. 6. Lograr que no se produzca ninguna cantidad de ruido.

No se deben colocar los amortiguadores ni extractores ni otros dispositivos de control de flujo cerca de las entradas de los difusores, ya que se ha demostrado que el hacer esto puede aumentar dramáticamente la producción de ruido.

Para obtener un mayor rendimiento del difusor se utiliza un tramo recto en las necesidades del conducto. Un codo o ducto flexible doblado antes de un difusor, conduce a la poca distribución del aire y aumenta el ruido. 

Los difusores pueden ser:

1- Redondos2- Rectangulares3- Textiles o lineales, como por ejemplo el EDL.

El EDL toma la forma de una o varias ranuras largas y estrechas, que frecuentemente están semi-ocultas en un techo fijo o suspendido. En ocasiones, los difusores se utilizan en forma inversa, como entradas de aire o retornos. Esto es especialmente cierto para los difusores con perforación y el EDL. Pero con más frecuencia, se utilizan como rejillas de retorno o entradas de aire de escape

Difusores en la

Termodinám

ica

Existen muchos tipos de difusores como:

Difusores de agua Difusores co2 Difusores de cabello Difusores de caña Difusores supersónicos Difusores de admisión Difusores subsónicos Entre otros

Pero en este caso solo desarrollaremos los siguientes:

TOBERA:La tobera es un ducto con área de sección transversal uniformemente variable en el cual se acelera un flujo de vapor o gas, transformando su energía potencial manifestada en alta temperatura y presión en energía cinética.

Las toberas, al igual que el tubo Venturi, puede utilizarse para medir el flujo volumétrico en ductos.

Existen diferentes tipos de toberas:

• toberas de presión• toberas rotativas

Toberas Rotativas:Las toberas rotativas de máxima presión están indicadas para limpieza de conducciones con hasta 1000 bar. Permiten la eliminación de las incrustaciones más duras en los depósitos de los tubos intercambiadores de la industria química y las instalaciones nucleares, al igual que los tubos de acero en la industria.

TOBERAS Y

DIFUSORES:

TIPOS DE

DIFUSORES

Campo de aplicación Ø 12 - 200 mm - Presión de trabajo hasta 1.000 bar

Toberas de presión: En las que el líquido está a presión y se divide por su inherente estabilidad y su choque con la atmósfera, o bien por su choque con otro chorro o con una placa fija.

Las toberas de presión son e general relativamente sencillas, pequeñas y poco costosas y consumen por lo general menos potencia que otros tipos. Pueden emplearse con todos los líquidos que contengan una viscosidad menor que unos 300 a 500 segundos. Saybolt y que no contengan partículas sólidas mayores que los pasajes de la tobera.

Los difusores de los autos descargan el aire que pasa por debajo del vehículo hacia la parte posterior del mismo. Esta descarga se realiza a través de un difusor colocado en la parte posterior del vehículo que hace que la presión del aire aumente al salir, lo cual ocasiona que la presión del aire que pasa por debajo del vehículo se reduzca de tal manera que el aire que pasa por encima del vehículo lo empuja hacia abajo, lo cual genera una fuerza adicional de adherencia en las curvas con una mínima perdida de energía debido a que no hay ningún elemento que ofrezca resistencia.

En la siguiente imagen se muestra un esquema de un difusor para automóviles, donde se tiene un mapa de presiones del aire sobre el difusor. La presión es menor mientras el color es más azul, y mayor si el color es el rojo.

  

DIFUSOR F1:

El difusor de un vehículo de fórmula 1 se muestra claramente en la siguiente imagen del Toyota de F1 de hace unos años.

El difusor en el vehículo de fórmula 1 ofrece un 25% de la fuerza total de agarre. Mientras que un  tercio es generado en el alerón delantero, y otra tercera parte es proporcionada por el alerón trasero. El resto es generado por pequeños dispositivos laterales. Sin embargo, de todos los elementos que generan fuerza de agarre, el difusor es el más eficiente debido a que ofrece un mínimo de resistencia al aire, mientras que los alerones tienen la desventaja de ofrecer una gran resistencia lo cual limita la velocidad del auto en las rectas.

Algunos ingenieros se dieron cuenta de que el aire que salía por los escapes tenía una gran cantidad de energía que era expulsada al ambiente sin ningún tipo de aprovechamiento. Observa el McLaren que se muestra a continuación y la configuración del sistema de escape. Los escapes apuntan hacia el alerón trasero, pero esto plantea un problema pues si se aprovechan los gases del escape para generar fuerza de agarre en el vehículo, será en las rectas donde se genere mayor agarre y también mayor arrastre que es lo que se quiere evitar precisamente.

Por esta razón los equipos dirigieron los escapes hacia el difusor en vez del alerón trasero, de esta manera el aumento en el arrastre es mínimo. Sin embargo, para algún ingeniero por ahí no era suficiente ganar agarre únicamente cuando el motor estaba en aceleración y generaba mayor cantidad de gases, así que idearon un sistema que permitiese a los escapes continuar emitiendo gases con la misma velocidad que si el motor estuviese  a máxima aceleración, incluso durante la frenada. A esto se le llama comúnmente los difusores soplados que a partir de Silverstone estarán limitados a un 10% cuando el motor no está en aceleración.

La ventaja de los difusores soplados es la generación de agarre extra debido a la salida de gases por el escape, aun cuando no hay aceleración de los motores, tal

como ocurre en las entradas a las curvas durante las frenadas. Al mismo tiempo, no se genera mayor arrastre en las rectas debido a los gases que continúan saliendo por los escapes.

Sistema de aireación de burbuja fina

Aplicaciones

• Tratamiento de aguas residuales

• Aireación de fangos activos

• Desestratificación termal de depósitos de agua

• Aireación de lagos en el Medio Oriente (efluentes de petróleo y aguas residuales)

• Acuicultura y acuarios públicos

La difusión de burbujas finas es mucho más efectiva que la de los difusores de plato, al ofrecer una acción de mezcla mayor y eficacia de aireación (hasta 5 veces más eficiente). No tenemos noticia de ningún otro difusor de burbuja fina que pueda compararse con el rendimiento del difusor de Dryden Aqua.

Los difusores son de diseño semiflexible, tienen 32mm de diámetro y de longitud variable hasta 5 metros dependiendo del volumen de aire, de oxígeno o de dióxido de carbono requerido. Los difusores tienen su propio lastre y permanecerán en el fondo del depósito de aireación sin la necesidad de añadir ningún peso adicional o

DIFUSOR DE AIRE:

una fijación a la base. Esto hace que nuestros difusores sean de fácil y rápida instalación. Los difusores son idóneos para depósitos, lagunas con liner, lagunas naturales de arcilla, etc.

VENTAJAS DE MANTENIMIENTO

Los difusores sólidos tienen problemas con depósitos de carbono y hierro, los cuales pueden bloquear los difusores. Los difusores sólidos son por lo tanto muy difíciles de limpiar y de mantener. Los difusores de membrana flexible permanecen durante más tiempo limpios, sin embargo necesitan un marco más pesado o deben de ser anclados a la base del depósito, esto hace que los difusores sean mucho más caros y difíciles de manipular, también resulta más difícil su uso en lagos o en sistemas retrofitting.

El difusor de Dryden Aqua es una unidad híbrida, porque es semiflexible los carbonatos y óxidos de metal quiebran dentro de la unidad. Debido a que nuestro difusor además tiene su propio peso interno, no necesita ser anclado a la base del depósito. Si fuera necesario limpiarlo o hacer un mantenimiento, el difusor se sacaría simplemente del depósito utilizando la manguera suministradora de aire. El depósito puede estar lleno de agua y los soplantes funcionando mientras se retira el difusor. Su vida de funcionamiento está entre 5 y 10 años.

Este tipo de bomba se caracteriza por poseer, fijas a la carcaza, paletas direccionadoras del flujo de agua que sale del impulsor, el que recorre el camino establecido por las paletas fijas, a lo largo de las cuales ocurre la transformación de energía cinética en energía de presión.

Hay que hacer notar que las bombas con difusor presentan el serio inconveniente de proporcionar el choque entre las partículas de agua a la entrada de difusor, cuando la bomba trabaja en un punto deferente al de diseño. Si existe una alteración en el funcionamiento de la bomba, en

DIFUSOR DE

BOMBA:

relación a lo considerado en el diseño, cambia el ángulo de salida de los diferentes líquidos, pero no se altera el ángulo de los difusores, presentándose el choque entre partículas, con la consecuente pérdida de eficiencia de la máquina.

Las bombas con difusores fueron muy utilizadas al inicio del desarrollo de las bombas centrifugas pero fueron perdiendo importancia al perfeccionarse las técnicas para construir carcazas

Este difusor en realidad es una placa de PMMA (metacrilato) de alta resistencia al impacto, resistente a la intemperie y a los rayos UV. El valor añadido de este producto radica en la técnica utilizada para conseguir la homogeneidad de la luz y la eficiencia o utilización de la luz producida en origen. Mediante un diseño

especial por puntos y líneas grabados a láser en el metacrilato, se consigue que la luz (de unos LED) escape dónde queramos.  Esta solución integral consiste en la combinación de puntos de tamaño variable, de este modo y dependiendo de la distancia del lado iluminado, se verán puntos cuando nos acercamos y micro líneas a medida que nos alejamos. La homogeneidad del display depende completamente de la eficiencia en la distribución de la luz que se realiza a lo largo de toda la pantalla.  Las ventajas de esta aplicación son la reducción de costes y su versatilidad, en definitiva ofrece mayor luminosidad y homogeneidad, flexibilidad de tamaño y manipulación. Un

producto indicado para el mundo de la comunicación visual, la publicidad, el diseño de interiores, decoración y muchos más, en el que podrá encontrar, además variedad de tamaños según la aplicación. Por otra parte, en breve Perez Camps dispondrá de la serie BLU, los sistemas láser con los que se realiza la técnica del grabado de líneas y puntos en la pantalla de metacrilato. 

Este difusor en realidad es una placa de PMMA (metacrilato) de alta resistencia al impacto, resistente a la intemperie y a los rayos UV. El valor añadido de este producto radica en la técnica utilizada para conseguir la homogeneidad de la luz y

DIFUSOR DE LUZ:

la eficiencia o utilización de la luz producida en origen. Mediante un diseño especial por puntos y líneas grabados a láser en el metacrilato, se consigue que la luz (de unos LED) escape dónde queramos. 

 Disminución de presión en una corriente fluida, cuando disminuye la sección. Es el fundamento de los pulverizadores y de algunas bombas de vacío.Este efecto fue demostrado en 1797, recibe su nombre del físico italiano Giovanni Battista Venturi (1746-1822). El efecto Venturi se explica por el “Principio de Bernoulli” y el “Principio de continuidad de masa”.Tenemos una somera idea de los principios físicos, sin haber entrado demasiado en las fórmulas. Como muestra va la fórmula de Bernoulli (1700 – 1782).La siguiente ecuación conocida como “Ecuación de Bernoulli” (Trinomio de Bernoulli) consta de estos mismos términos.

Dónde:

V = velocidad del fluido en la sección considerada. g =aceleración gravitatoria z = altura en la dirección de la gravedad desde una cota de referencia. P = presión a lo largo de la línea de corriente. ρ = densidad del fluido.

EFECTO VENTUR

I:

CONCLUSIONES:Es el encargado de dirigir el flujo del aire hacia el interior pero no a través del eje sino hacia la cámara de combustión. Aumenta la presión del aire entrante y evita que se apague la flama, por entrada de flujo directo.

Los difusores son utilizados comúnmente en máquinas de chorro, cohetes, naves espaciales e incluso mangueras de jardín y en muchos otros objetos

El efecto Venturi lo creo Giovanni Battista Venturi era un efecto que explicaba como el aire caliente sube y el aire frio baja. El aire caliente tiene menos presión que el aire frio. Por eso se produce el efecto Venturi.

BIBLIIOGRAFIA:

http://www.drydenaqua.com/aeration_industries/products/airdiffusers/leaflet/spanish/DIFUSORES%20DE%20AIRE.pdf (03-06-12)

http://www.slideshare.net/AlvaroDePequeTeno/difusores-y-resonadores-presentacion (03-06-12)

http://www.slideshare.net/search/slideshow?searchfrom=header&q=difusores+de+aire&ru=1&sort=relevance&ud=any&ft=all (04-06-12)

http://html.rincondelvago.com/bombas.html (05-06-12)

http://www.slideshare.net/guest53e8ee/efecto-venturi (07-06-12)

http://es.wikipedia.org/wiki/Difusores (07-6-12)