Flujo de Fluidos

1. FLUJO DE FLUIDOS
NOMBRE: CHRISTIAN ALCOSER
NRC: 7839

2. VARIABLES QUE DESCRIBEN EL FLUJO DE
FLUIDOS
 PROPIEDADES DEL FLUJO
 Densidad 𝜌 𝐾𝑔 𝑚−3
 Viscosidad 𝜇 𝐾𝑔 𝑚−1 𝑠−1
 REGIMEN DEL FLUJO
 Velocidad 𝑉 𝑚𝑠−1
 Caudal de fluido:
 - Masico 𝑚 𝐾𝑔𝑠−1
 - Volumetrico 𝑄 𝑣 𝑚3 𝑠−1

3.  PARAMETROS DE ESTADO DEL FLUJO:
 Presión 𝑃 𝑃𝑎 = 𝑁 𝑚−2
= 𝑘𝑔 𝑚−1
𝑠−2
 PARAMETROS DE LA CONDUCCION
 Diámetro 𝐷 𝑚
 Rugosidad interna 𝜀 𝑚

4. FLUJO DE FLUIDOS
 Movimiento o circulación de un fluido sin alterar sus propiedades físicas o
químicas
 Ocurre bajo la acción de fuerzas externas,
 Encuentra resistencia al movimiento, debido a una resistencia interna propia del
fluido (Viscosidad) “ Fuerzas viscosas” o de la acción del exterior sobre el fluido
(rozamiento) “fuerzas de rozamiento”

5. La viscosidad
 Propiedad física, solo depende de su naturaleza. Varia con la temperatura y, en
menor medida, con la presión,
 Indica la resistencia que ofrece un cuerpo a fluir, es decir a moverse en una
dirección dada. Esta relación con el desplazamiento de unas capas de las
moléculas constitutivas del fluido con respecto a otras y los entrecruzamientos
que se producen,
 La viscosidad del fluido determina la existencia de un gradiente( perfil) radial dela
velocidades para el flujo interno de un fluido a través de una conducción,

6. CLASIFICACION DEL FLUJO DE FLUIDOS
SEGÚN SU VISCOSIDAD

7.  ∆𝑉 = 𝑉𝑟 =
𝑑𝑉𝑥
𝑑𝑟
=
∆𝑉𝑥
∆𝑟
=
𝑉0
𝐷
= 𝑐𝑡𝑒
 Se define tensión rasante o esfuerzo cortante 𝜏 la fuerza necesaria por unidad de superficie
aplicada a un fluido en la dirección de su movimiento para obtener un perfil de velocidades

8. FLUIDOS NEWTONIANOS
 Aquellos en que el gradiente de velocidad es proporcional a la fuerza aplicada
𝜏 para mantener dicha distribución. La constante de proporcionalidad es la
viscosidad 𝜇
 𝜏 = −𝜇
𝑑𝑉𝑥
𝑑𝑧

9. LEY DE NEWTON
 𝜏 = −𝜇
𝑑𝑉𝑥
𝑑𝑧
𝑇 = 𝜏 ∗ 𝐴 = − 𝜇𝐴
𝑑𝑉𝑥
𝑑𝑧
 FLUJO 𝑵 𝒎 𝟐
CAUDAL 𝑵
 VISCOSIDAD CINEMATICA
 𝑉 =
𝜇
𝑃
𝑚2
𝑠

11. REGIMEN DE CIRCULACION DE UN
FLUIDO
 REGIMEN LAMINAR
 Bajas velocidades de fluido
 Transporte molecular ordenado: partículas desplazándose en trayectorias
paralelas,
 REGIMEN TURBULENTO
 Altas velocidades de fluido
 Transporte molecular turbulento: partículas y porciones macroscópicas del fluido
se entremezclan al azar desplazándose en todas direcciones,

12. PERFILES DE VELOCIDAD EN REGIMEN
LAMINAR Y TURBULENTO

13. NUMERO DE REYNOLDS
 El régimen de flujo se determina mediante la siguiente expresión empírica:
 𝑅𝑒 =
𝑉∗𝐷∗𝜌
𝜇
 V: velocidad del flujo
 D: diámetro de la conducción
 𝜌: densidad del flujo
 𝜇: viscosidad del fluido

14. VELOCIDAD DE UN FLUIDO
 VELOCIDAD MEDIA.- Definida en función del caudal volumétrico 𝑄𝑣
 𝑉 =
𝑄𝑣
𝑆
𝑆 = 𝜋𝑟2
=
𝜋
4
× 𝐷2
 S: área de la sección transversal que atraviesa el fluido
 VELOCIDAD EFICAZ.- Definida en función de la energía cinetica
 𝐸 𝐶 =
1
2
𝑚𝑉𝑒
2
⟹ 𝑉𝑒
2
=
2 ×𝐸𝑐
𝑚
 PARAMETRO 𝜶: relaciona 𝑉𝑒 y V.
 𝛼 =
𝑉2
𝑉𝑒
2