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Hidrogeno > Hidroenergia > Flashcards

Hidroenergia Flashcards

(87 cards)

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1
Q

¿Qué tipo de energías renovables existen?

A

Hidroenergía

La hidroenergía es una de las principales formas de energía renovable.

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2
Q

¿Qué es la hidroenergía?

A

Energía obtenida a partir de la energía cinética y potencial de corrientes y saltos naturales de agua

La hidroenergía se basa en el uso del agua para generar energía.

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3
Q

¿Qué es la energía hidroeléctrica?

A

Es aquella que se obtiene a partir de la transformación de la energía potencial a energía cinética y finalmente a energía eléctrica

La energía hidroeléctrica es un tipo específico de hidroenergía.

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4
Q

¿Qué aprovechan los molinos y ruedas hidráulicas?

A

Aprovechan la energía cinética de las corrientes de agua para mover un dispositivo mecánico

Esta energía se utiliza para moler cereales, generar electricidad o bombear agua.

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5
Q

¿Qué es la energía marina?

A

Aprovecha la energía de las corrientes marinas a través de los movimientos del mar

La energía marina es otra forma de energía renovable relacionada con el agua.

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6
Q

¿Cuál es la composición del agua?

A

Formada por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno

El agua es una sustancia esencial para la vida.

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7
Q

¿Cuáles son las propiedades físicas del agua?

A
  • Estado líquido, sólido y gaseoso
  • No tiene color, sabor ni olor
  • Se solidifica a 0 ºC y ebulle a 100 ºC a nivel del mar
  • Calor específico alto
  • Alta tensión superficial
  • Prácticamente incomprensible
  • Densidad ronda los 1000 kg/m³

Estas propiedades hacen que el agua sea única y esencial para la vida.

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8
Q

¿Cuál es la fórmula química del agua?

A

H₂O

El agua es conocida como el solvente universal.

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9
Q

¿Qué es el ciclo hidrológico?

A

Proceso de circulación del agua en la Tierra

Incluye el traslado del agua de un lugar a otro, cambiando de estado físico.

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10
Q

¿Cuáles son las etapas del ciclo del agua?

A
  • Evaporación/Evapotranspiración
  • Condensación
  • Precipitación
  • Infiltración/Percolación
  • Escorrentía

Estas etapas describen cómo el agua se mueve y cambia de estado en la naturaleza.

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11
Q

¿Qué es la escorrentía?

A

Desplazamiento del agua a través de la superficie debido a declives

Es una etapa del ciclo del agua.

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12
Q

¿Qué son las ventajas de la hidroenergía?

A
  • Es renovable y limpia
  • No emplea combustibles fósiles
  • Contaminación ambiental baja
  • Puede ajustarse a la demanda
  • Rentable a largo plazo
  • Producción continua de energía

La hidroenergía tiene múltiples beneficios ambientales y económicos.

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13
Q

¿Cuáles son las desventajas de la hidroenergía?

A
  • Afecta al medio ambiente
  • Alta inversión inicial
  • Posibilidad de sequías

Estas desventajas pueden comprometer la producción de energía.

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14
Q

¿Qué representa el Número de Reynolds?

A

Relación entre fuerzas de inercia y fuerzas viscosas

Es un parámetro adimensional importante en el flujo de fluidos.

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15
Q

¿Qué es el Número de Euler?

A

Relación entre la energía asociada a una caída de presión y la energía cinética de flujo

Este número es crucial en la dinámica de fluidos.

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16
Q

¿Qué mide el Número de Froude?

A

Relación entre las fuerzas de inercia y la fuerza de gravedad

Es importante para entender el comportamiento de los fluidos en movimiento.

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17
Q

¿Qué indica el Número de Mach?

A

Relación entre la velocidad del flujo y la velocidad local del sonido

Es fundamental en la aerodinámica y el estudio de flujos supersónicos.

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18
Q

¿Qué es la ecuación de la energía mecánica?

A

Expresa la conservación de energía en un sistema de flujo

Involucra términos de energía cinética, potencial y trabajo.

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19
Q

¿Qué representa la Ec. (10) en el contexto de trabajo de flujo?

A

Representa el trabajo de flujo (Pv) en relación a otras formas de trabajo.

La Ec. (10) se relaciona con la energía en sistemas de flujo.

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20
Q

Define la Ecuación de la energía mecánica.

A

Ec. que relaciona las variaciones de energía en un sistema abierto, considerando entradas y salidas de energía.

Se aplica a sistemas de flujo de fluidos.

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21
Q

En un sistema abierto, ¿qué se establece sobre el flujo másico de entrada y salida?

A

El flujo másico de salida es igual al flujo másico de entrada.

Esto se deriva de la conservación de masa.

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22
Q

¿Qué términos se consideran en la Ec. (16) al analizar un sistema de flujo?

A

Se consideran: trabajo, energía interna, flujo de calor, y energía cinética.

Estos términos son esenciales para entender la energía en el sistema.

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23
Q

¿Qué es e_loss en la Ec. (20)?

A

Representa las pérdidas por fricción y otros efectos en el sistema.

Se calcula como la diferencia entre la energía interna y el flujo de calor.

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24
Q

Completa la siguiente oración: En un sistema isotérmico, el cambio de energía _______ es mayor que la ganancia neta de calor por unidad de masa.

A

interna.

Esto se debe a la influencia de la viscosidad y turbulencia.

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25
¿Cuáles son los componentes de la Ec. (20)?
* Energía potencial * Energía cinética * Trabajo * Calor * Pérdidas por fricción ## Footnote Estos componentes se analizan en contextos de energía en sistemas de flujo.
26
¿Qué significa el término h en la ecuación de energía mecánica en un sistema hidráulico?
Representa las pérdidas de energía por unidad de masa entre la entrada y la salida del flujo. ## Footnote Es crucial para el análisis de eficiencia en sistemas hidráulicos.
27
¿Qué dispositivo se considera como suministrador de energía en un sistema hidráulico?
La bomba hidráulica. ## Footnote Su función es incrementar la energía del fluido en el sistema.
28
¿Qué describe el término h_t en un sistema hidráulico?
Describe el suministro que extrae energía del sistema. ## Footnote Generalmente, se refiere a una turbina hidráulica.
29
¿Cómo se expresa la ecuación de la energía mecánica en términos de cabezales?
Se expresa considerando presión, velocidad y altura en un flujo incompresible. ## Footnote Esto es útil para el análisis de sistemas hidráulicos.
30
¿Qué relación se establece al dividir la Ec. (16) por el flujo másico?
Se obtienen las variaciones específicas de energía en el sistema. ## Footnote Esto permite analizar la energía por unidad de masa.
31
¿Qué se considera en un sistema con flujo isotérmico?
Una sola entrada y una sola salida de fluido. ## Footnote La simplificación permite aplicar la ecuación de conservación de masa.
32
Completa la siguiente oración: La Ec. (23) se reduce en el caso idealizado donde no hay _______.
pérdidas. ## Footnote Esto implica que no hay suministro ni extracción de trabajo.
33
¿Cuál es la ecuación que se reduce en el caso idealizado donde no hay pérdidas?
Ec. (23): \( P_{out} + \frac{\rho g z_{out}}{2} + V_{out} = P_{in} + \frac{\rho g z_{in}}{2} + V_{in} \) ## Footnote Esta ecuación es conocida como la Ecuación de Bernoulli.
34
¿Quién descubrió el principio que representa la Ecuación de Bernoulli?
Daniel Bernoulli
35
¿Qué se sabe del caudal proporcionado por la bomba en el ejemplo 2?
La bomba proporciona un caudal de agua de 100 L/s.
36
¿Cómo se determina la potencia que la bomba comunica al fluido?
Ẇ_shf = η_t ρgh_t Q
37
¿Cuál es la relación para calcular la potencia eléctrica de salida en una planta hidroeléctrica?
Ẇ_e = η_e Ẇ_shf
38
¿Qué es el Número de Reynolds y cómo se define?
\( Re = \frac{\rho V L_c}{\mu} \)
39
¿Qué régimen de flujo se caracteriza por \( Re < 2000 \)?
Flujo laminar
40
¿Qué régimen de flujo se caracteriza por \( Re > 4000 \)?
Flujo turbulento
41
¿Qué se entiende por flujo desarrollado?
Situación de flujo en la cual el perfil de velocidades pierde su dependencia de la variable correspondiente a la dirección del flujo.
42
¿Qué es la capa límite hidrodinámica?
Región de flujo donde los efectos de los esfuerzos viscosos son relevantes.
43
¿Cuáles son las dos regiones en las que se divide la capa límite hidrodinámica?
* Región de capa límite * Región de flujo irrotacional
44
¿Cómo se caracteriza el perfil de velocidades en el régimen laminar en un ducto?
Parabólico
45
¿Cuáles son las cuatro regiones que se caracterizan en el flujo turbulento?
* Subcapa viscosa * Capa amortiguadora * Capa de transición * Capa turbulenta
46
¿Qué se entiende por subcapa viscosa?
Capa muy delgada adyacente a la pared donde los efectos viscosos son dominantes.
47
¿Qué se entiende por capa amortiguadora?
Región donde los efectos de la turbulencia comienzan a ser significativos.
48
¿Qué se entiende por capa de transición?
Región donde los efectos turbulentos son más significativos, pero aún no son totalmente dominantes.
49
¿Qué es la capa turbulenta?
Región donde los efectos turbulentos gobiernan la difusión molecular de momentum.
50
¿Qué sucede después de que la región inviscida termina en un flujo turbulento?
Continúa una región de desarrollo del perfil.
51
¿Cuáles son las relaciones para determinar la potencia de una turbina y del generador eléctrico?
Se determinan mediante Ẇ_e y Ẇ_shf.
52
¿Qué ecuaciones gobiernan el flujo de agua en tuberías en estado permanente?
Ecuaciones de continuidad y momentum.
53
¿Qué se entiende por flujo irrotacional?
Región donde los efectos viscosos son despreciables y la velocidad es prácticamente constante.
54
¿Qué ecuaciones se presentan para el flujo desarrollado en una tubería?
u_r = u_θ = 0, u_x = u(r) ## Footnote Ecuación (1.11)
55
¿Qué comportamiento tiene la presión en el flujo a lo largo de una tubería?
La presión tiene un comportamiento lineal. ## Footnote Ecuación (1.13)
56
¿Cuál es la ecuación que describe la caída de presión en función de la longitud de la tubería?
𝜕p/𝜕x = -Δp/L = cte ## Footnote Donde L es la longitud de la tubería.
57
¿Qué factores son relevantes para el flujo en tuberías horizontales?
* Flujo laminar * Perfil de velocidades * Velocidad promedio * Velocidad máxima * Diferencia de presión * Esfuerzo cortante en pared * Factor de fricción * Pérdida de carga * Caudal ## Footnote Se mencionan en el contexto del flujo en tuberías.
58
¿Cómo se calcula la caída de presión en una tubería horizontal?
Δp = 81.32 kPa ## Footnote Ejemplo 1.1, considerando pérdidas solo por fricción.
59
¿Qué fórmula se utiliza para calcular la velocidad máxima en un flujo laminar?
u_max = (4μL/R^2)Δp ## Footnote Ecuación para el flujo laminar.
60
¿Qué ecuación se utiliza para el factor de fricción en flujo turbulento?
1/√f = -2 log(ε/(3.7D) + 5.74/Re) ## Footnote Ecuación de Colebrook-White.
61
¿Qué es la rugosidad media en el contexto del flujo en tuberías?
Es la medida de la textura de la superficie del ducto que afecta el flujo. ## Footnote Representada por ε.
62
¿Cuáles son las categorías de problemas en flujo en tuberías?
* Conocidas: Q, D, ε, μ * Desconocida: h_L ## Footnote Tabla 1.1 describe diferentes categorías de problemas.
63
¿Qué se requiere para diseñar un sistema hidráulico en términos de pérdidas por fricción?
Las pérdidas no deben exceder una carga de 30 m. ## Footnote Ejemplo 1.2, donde se determina el diámetro de la tubería.
64
¿Qué se determina en el ejemplo de caída de presión de 700 kPa en una tubería?
El caudal es 0.0407 m^3/s ## Footnote Ejemplo 1.3, considerando solo pérdidas por fricción.
65
¿Qué son las pérdidas menores en el flujo en tuberías?
Se originan debido a cambios en la magnitud y dirección del vector velocidad. ## Footnote Ejemplificado en cambios de sección transversal.
66
¿Qué representa la ecuación V^2/h_m = K/(2g)?
Es la relación entre la velocidad y la pérdida de energía en el flujo. ## Footnote Parte de las pérdidas menores en el flujo.
67
¿Qué implica el flujo completamente turbulento?
La rugosidad tiene un mayor impacto que la capa límite. ## Footnote Se refiere a la influencia de la rugosidad en el flujo.
68
¿Qué es el caudal?
Es la cantidad de fluido que pasa a través de una sección de la tubería por unidad de tiempo. ## Footnote Fundamental en el análisis del flujo.
69
¿Qué condición se asume para el flujo desarrollado en una tubería?
u_x = u(r) ## Footnote Afirmación clave en el análisis de flujos en tuberías.
70
¿Qué ecuación se utiliza para calcular el esfuerzo cortante en la pared de una tubería?
τ_w = (2LQ)/(πR^4)Δp ## Footnote Fórmula relacionada con el esfuerzo cortante.
71
¿Qué son las pérdidas menores en un sistema de bombeo?
Se originan debido a que los accesorios producen cambios en la magnitud y/o dirección del vector velocidad.
72
¿Cómo se determina la diferencia de elevación H en un sistema hidráulico?
Se determina mediante el caudal y la sección transversal de la tubería.
73
¿Qué es un sistema de bombeo?
Es un conjunto de elementos que tiene como función principal el transporte de un fluido entre dos contenedores de almacenamiento mediante el establecimiento de una diferencia de presión entre ellos.
74
¿Cuáles son los componentes principales de un sistema de bombeo?
* Equipo de bombeo * Depósitos * Tubería * Válvula de control
75
¿Qué es el equipo de bombeo?
Es el dispositivo que consiste de dos elementos para hacer posible el movimiento del fluido: un accionador y una bomba.
76
¿Qué función tiene el accionador en un sistema de bombeo?
Entrega energía mecánica a la bomba mediante un proceso químico o eléctrico.
77
¿Qué es la carga estática de bombeo?
Es el desplazamiento neto que el líquido debe experimentar durante el bombeo, determinado por la diferencia de alturas entre los depósitos.
78
¿Cómo se mide la carga estática de bombeo?
Desde la superficie del recipiente de suministro a la superficie del recipiente de entrega.
79
¿Qué es la carga de presión en un sistema de bombeo?
Es la carga requerida para superar una presión o vacío aguas arriba o aguas debajo de la bomba.
80
¿Qué es la carga de las pérdidas por fricción?
Es la carga necesaria para vencer las pérdidas debido al flujo, principalmente las pérdidas mayores.
81
¿Qué representa la carga de velocidad en un sistema de bombeo?
Es la energía del fluido como resultado de su movimiento: energía cinética.
82
¿Qué es la carga dinámica de bombeo?
Es la carga total que el sistema de bombeo requerirá para el transporte del fluido, suma de las cargas estática, de presión, de pérdidas y de velocidad.
83
¿Qué es una central hidroeléctrica?
Es una instalación edificada para aprovechar la energía cinética y potencial del agua para producir energía eléctrica.
84
¿Cuáles son los componentes de una central hidroeléctrica?
* Presa * Embalse * Tomas * Tubería de presión * Turbinas hidráulicas * Generador eléctrico * Casa de máquinas * Transformadores * Tubería de desfogue
85
¿Qué es la carga bruta en una central hidroeléctrica?
Es la elevación que existe desde la toma de agua en la represa con relación al punto de desagüe al río.
86
¿Qué es la carga neta en una central hidroeléctrica?
Es la máxima energía que podrá ser transformada en trabajo por la turbina.
87
¿Qué son las pérdidas de carga?
Son pérdidas de energía provocadas por la fricción y por las pérdidas secundarias.

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