Este documento describe los conceptos básicos del flujo de fluidos. Explica que el flujo laminar o aerodinámico ocurre cuando cada partícula de fluido sigue la misma trayectoria que la partícula anterior. También define la razón de flujo o gasto como el volumen de fluido que pasa a través de una sección transversal en una unidad de tiempo, el cual se calcula multiplicando la velocidad por el área de la sección. Finalmente, presenta un ejemplo para calcular el diámetro y gasto de un chorro de agua basándose

1. FLUJO DE FLUIDOS
Hasta aquí hemos analizado fluidos en
reposo, ahora analizaremos fluidos en
movimiento; donde hay que partir de
ciertas suposiciones, ante todo que todos
los fluidos en movimiento muestran una
corriente laminar o flujo aerodinámico

2. El flujo aerodinámico: Es el
movimiento de un fluido en el cual
cada partícula en el fluido sigue la
misma trayectoria(pasa por un punto
particular) que siguió la partícula
anterior.

3. Análisis Gráfico
Observamos que en la figura a que las líneas de
flujo pasan siguiendo la misma trayectoria; pero
en la figura b las líneas de corriente se rompen
cuando el aire pasa sobre el segundo obstáculo,
generando corriente turbulenta y remolinos.

4. Estos pequeños remolinos representan el
flujo turbulento y absorben gran parte de la
energía del fluido, incrementando el arrastre
por fricción a través del fluido; en nuestro
caso vamos a despreciar esta fricción, para
poder considerar algunas predicciones acerca
de la razón de flujo del fluido(gasto).

5. Razón de flujo del fluido(gasto); se
define como el flujo de fluido que
pasa a través de cierta sección
transversal en una unidad de tiempo.

7. Para expresar esta razón en forma cuantitativa,
consideramos el caso de un líquido que fluye a lo
largo de una tubería como la que se ilustra en la
figura anterior, con una velocidad media v. en un
espacio de tiempo t, cada partícula en la corriente
se mueve a través de una distancia vt. El volumen
V que fluye a través de la sección transversal A
está dado por:
V=Avt

8. Por lo tanto el gasto(Volumen por
unidad de tiempo está dado por:
Gasto=Velocidad por sección transversal

9. Unidades de Gasto (R),
Estas unidades expresan el volumen
entre una unidad de tiempo, se
pueden dar como:
Pies cúbicos/segundo, metros cúbicos
por segundo, litros por segundo,
galones por minuto.

10. Como vamos a suponer que la fricción es
despreciable y que el fluido es
incomprensible(densidad permanece
constantemente constante a lo largo de
todo el flujo) o el volumen permanece
inalterado; entonces el gasto R
permanece constante.

11. Un líquido fluye más rápidamente en una
sección estrecha y más lentamente en
una sección más amplia.

12. EJEMPLO
El agua fluye a través de una
manguera de hule de 2 cm de
diámetro a una velocidad de 4m/s. a)
¿Qué diámetro debe tener el chorro si
el agua sale a 20m/s? b) Cuál es el
gasto en metros cúbicos por minuto?

13. PLAN
El gasto debe ser el mismo tanto en la
manguera como a través del chorro, así
que A₁v₁=A₂v₂. A partir de esto,
determinamos la velocidad a través del
chorro. Después de calcular el área de
cualquier abertura, multiplicamos por la
velocidad para hallar el gasto (R).

14. Solución
a) Como el área es proporcionar al
cuadrado del diámetro, podemos
escribir:
Sacando raíz
cuadrada
Efectuando
operaciones

15. Solución
b) Para calcular el gasto primero
debemos hallar el área de la manguera
de 2cm de diámetro

18. Problema 1 para sustentar

19. Problema 2 para sustentar

20. Problema 3 para sustentar