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Esta rama de la mecánica de fluidos se ocupa delas leyes de los fluidos en movimiento; estas leyesson enormemente compleja...
a) Flujos incompresibles y sin rozamientoEstos flujos cumplen el llamado teorema de Bernoulli, que afirma quela energía me...
A1.v1 = A2.v2 = constante.Recordar que p = F/A F = p.AFlujo de volúmen: (caudal).Φ = A .v [m ³/s]Ecuación de Bernoulli: (p...
b) Flujos viscosos: movimiento laminar y turbulentoLos flujos turbulentos no se pueden evaluar exclusivamente a partir de ...
c) Flujos de la capa límiteLos flujos pueden separarse en dos regiones principales. La regiónpróxima a la superficie está ...
d) Flujos compresiblesEl interés por los flujos compresibles comenzó con el desarrollo deturbinas de vapor por el británic...
ViscosidadPropiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se leaplica una fuerza. Los fluidos de alta visco...
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  1. 1. Evolución De La Tecnología En La Mecánica Hidrodinámica Ardila Tafur Daniela Fernanda Rodríguez remolina Diana Zulay Dani_zun@hotmail.com 10-1
  2. 2. Esta rama de la mecánica de fluidos se ocupa delas leyes de los fluidos en movimiento; estas leyesson enormemente complejas, y aunque lahidrodinámica tiene una importancia prácticamayor que la hidrostática, sólo podemos trataraquí algunos conceptos básicos.Euler fue el primero en reconocer que las leyesdinámicas para los fluidos sólo pueden expresarsede forma relativamente sencilla si se supone queel fluido es incompresible e ideal, es decir, si sepueden despreciar los efectos del rozamiento y laviscosidad. Sin embargo, como esto nunca es asíen el caso de los fluidos reales en movimiento, losresultados de dicho análisis sólo pueden servircomo estimación para flujos en los que los efectosde la viscosidad son pequeños
  3. 3. a) Flujos incompresibles y sin rozamientoEstos flujos cumplen el llamado teorema de Bernoulli, que afirma quela energía mecánica total de un flujo incompresible y no viscoso (sinrozamiento) es constante a lo largo de una línea de corriente. Las líneasde corriente son líneas de flujo imaginarias que siempre son paralelasa la dirección del flujo en cada punto, y en el caso de flujo uniformecoinciden con la trayectoria de las partículas individuales de fluido. Elteorema de Bernoulli implica una relación entre los efectos de lapresión, la velocidad y la gravedad, e indica que la velocidad aumentacuando la presión disminuye. Este principio es importante parapredecir la fuerza de sustentación de un ala en vuelo.Ecuación de continuidad: (para flujo estacionario e incompresible, sinfuentes ni sumideros, por evaluarse a lo largo de una línea decorriente).1) Ley de conservación de la masa en la dinámica de los fluidos:
  4. 4. A1.v1 = A2.v2 = constante.Recordar que p = F/A F = p.AFlujo de volúmen: (caudal).Φ = A .v [m ³/s]Ecuación de Bernoulli: (principio de conservación de la energía) para flujoideal (sin fricción).p1 + δ.v1 ²/2 + δ.g.h1 = p2 + δ.v2 ²/2 + δ.g.h2 = constantep1/δ + v1 ²/2 + g.h1 = p2/δ + v2 ²/2 + g.h2p/ δ = energía de presión por unidad de masa.g.h = energía potencial por unidad de masa.v ²/2 = energía cinética por unidad de masa.Ecuación de Bernoulli para flujo en reposo: v1 = v2 = 0p1 + δ.g.h1 = p2 + δ.g.h2
  5. 5. b) Flujos viscosos: movimiento laminar y turbulentoLos flujos turbulentos no se pueden evaluar exclusivamente a partir de laspredicciones calculadas, y su análisis depende de una combinación de datosexperimentales y modelos matemáticos; gran parte de la investigaciónmoderna en mecánica de fluidos está dedicada a una mejor formulación de laturbulencia. Puede observarse la transición del flujo laminar al turbulento y lacomplejidad del flujo turbulento cuando el humo de un cigarrillo asciende enaire muy tranquilo. Al principio, sube con un movimiento laminar a lo largo delíneas de corriente, pero al cabo de cierta distancia se hace inestable y seforma un sistema de remolinos entrelazados.Ecuación de Bernoulli para flujo real (con fricción)p1/δ + v1 ²/2 + g.h1 = p2/δ + v2 ²/2 + g.h2 + H0H0 = perdida de energía por rozamiento desde 1 hasta 2.
  6. 6. c) Flujos de la capa límiteLos flujos pueden separarse en dos regiones principales. La regiónpróxima a la superficie está formada por una delgada capa límitedonde se concentran los efectos viscosos y en la que puedesimplificarse mucho el modelo matemático. Fuera de esta capa límite,se pueden despreciar los efectos de la viscosidad, y pueden emplearselas ecuaciones matemáticas más sencillas para flujos no viscosos.La teoría de la capa límite ha hecho posible gran parte del desarrollode las alas de los aviones modernos y del diseño de turbinas de gas ycompresores.
  7. 7. d) Flujos compresiblesEl interés por los flujos compresibles comenzó con el desarrollo deturbinas de vapor por el británico Parsons y el sueco Laval. En esosmecanismos se descubrió por primera vez el flujo rápido de vapor através de tubos, y la necesidad de un diseño eficiente de turbinas llevóa una mejora del análisis de los flujos compresibles. El interés por losflujos de alta velocidad sobre superficies surgió de forma temprana enlos estudios de balística,donde se necesitaba comprender elmovimiento de los proyectiles.
  8. 8. ViscosidadPropiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se leaplica una fuerza. Los fluidos de alta viscosidad presentan una ciertaresistencia a fluir; los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad. Lafuerza con la que una capa de fluido en movimiento arrastra consigo alas capas adyacentes de fluido determina su viscosidad, que se midecon un recipiente (viscosímetro) que tiene un orificio de tamañoconocido en el fondo. La velocidad con la que el fluido sale por elorificio es una medida de su viscosidad.

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