FLUIDOS

1. Mario Fajardo
18.802.407

2. Para analizar mediante un modelo a escala los fenómenos que podrían ocurrir en
el objeto real es necesario que entre ambos (modelo y objeto real) exista
semejanza geométrica, cinemática y dinámica.
Semejanza geométrica:
Según esta teoría, los casos más simples de las semejanzas de fenómenos, es
la semejanza geométrica. Dos fenómenos (cosas) son geométricamente
semejantes si todas las correspondientes dimensiones lineales que las
caracterizan son proporcionales. Los criterios de semejanza geométrica son
relaciones entre cualesquier correspondientes dimensiones lineales. En los
fenómenos geométricamente semejantes, todos los criterios homónimos de
semejanza geométrica son iguales.

3. Semejanza cinemática
Dos fenómenos son cinemáticamente semejantes si con la semejanza
geométrica, tiene lugar al mismo tiempo, proporcionalidad y orientación
igual de los vectores de velocidad en todos los puntos adecuados. Los
criterios principales de semejanza cinemática son ángulos que
determinan la posición de un cuerpo respecto al vector velocidad de la
corriente libre.
Semejanza dinámica
Dos fenómenos son dinámicamente semejantes si con la semejanza
cinemática tiene lugar la proporcionalidad y orientación igual de los
vectores fuerzas en todos los puntos adecuados de dichos fenómenos
hablando en rigor, la semejanza dinámica se consigue solo si tiene
lugar la semejanza completa de fenómenos cuando todas las
magnitudes físicas similares son iguales en todos los puntos
correspondientes. Para obtener en la práctica la similitud de
fenómenos aerodinámicos basta lograr la proporcionalidad de las
fuerzas de rozamiento y presión lo que simplifica mucho este
problema.

4. Número de Euler número (e):
En física, el número de Euler es un número adimensional utilizado
en mecánica de fluidos
Expresa la relación entre la energía asociada a una pérdida
de presión por unidad de volumen (por ejemplo un estrechamiento)
respecto a la energía cinética por unidad de volumen del flujo.
Se usa para caracterizar pérdidas de carga en el flujo: por ejemplo, a
un flujo horizontal sin fricción le corresponde un número de Euler
unitario, y cuanta más pérdida de carga se produzca en su
movimiento, menor será su número de Euler. El inverso del número
de Euler (relación entre las fuerzas de inercia y las de presión
diferencial) se conoce como número de Ruark de símbolo Ru.
Se define el número adimensional de Euler como:

5. El número de Reynolds:
relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica de un flujo
en una expresión adimensional, que interviene en numerosos problemas
de dinámica de fluidos. Dicho número o combinación adimensional
aparece en muchos casos relacionado con el hecho de que el flujo pueda
considerarse laminar (número de Reynolds pequeño) o turbulento
(número de Reynolds grande).
Para un fluido que circula por el interior de una tubería circular recta, el
número de Reynolds viene dado por

6. El número de Weber :
es un número adimensional utilizado en mecánica de fluidos y que es útil
en el análisis de flujos en donde existe una superficie entre
dos fluidos diferentes. Es una medida de la importancia relativa de
la inercia del fluido comparada con su tensión superficial. Por ejemplo,
este número es útil en analizar flujos multifásicos en superficies curvadas,
flujos de capas finas y en la formación de gotas y burbujas. Se denomina
así en honor a Moritz Weber (1871-1951) y se escribe como:
El número de Weber es un parámetro importante en atomización de un
líquido. El número de Weber da la razón característica entre las fuerzas
aerodinámicas que ejercen el gas sobre una película delgada y las fuerzas
de tensión que actúan en la superficie del líquido. La tensión superficial del
líquido en la superficie de una gota es lo que mantiene la forma de la misma.

7. Si una gota pequeña es sometida a la acción de un chorro de aire, y existe una
velocidad relativa entre el gas y la gota, fuerzas inerciales debido a dicha fuerza hacen
que la gotita se deforme. Si el número Weber es demasiado grande, las fuerzas
inerciales superan a las fuerzas de tensión superficial, hasta el punto en que la gota se
desintegra en gotas aún más pequeñas.
A números de Weber pequeños el líquido experimenta separación subcrítica, en la cual
la tensión superficial jala la delgada capa líquida hacia una sola columna que después
se separa para formar gotas relativamente grandes. A valores supercríticos de Weber, la
película líquida se separa de forma aerodinámica en finos tamaños de gotas del orden
del grosor de la película L.
Por lo tanto, el criterio del número de Weber puede ser útil al pronosticar el tamaño
esperado de la gota en la atomización de un líquido, y es un parámetro significativo en
la combustión de una turbina de gas y en los cohetes
El número de Weber no interviene si no hay superficie libre excepto si hay cavitación de
líquido a valores muy bajos de número de Euler Por lo tanto, en fluidos viscosos a bajas
velocidades sin superficie libre el único parámetro adimensional importante es
el número de Reynolds

8. El número Mach :
conocido en el uso coloquial como mach, es una medida de
velocidad relativa que se define como el cociente entre
la velocidad de un objeto y la velocidad del sonido en el medio en
que se mueve dicho objeto. Dicha relación puede expresarse según
la ecuación
Es un número adimensional típicamente usado para describir la velocidad
de los aviones. Mach 1 equivale a la velocidad del sonido, Mach 2 es dos
veces la velocidad del sonido, etc.

9. La utilidad del número de mach reside en que permite expresar la velocidad de un
objeto no de forma absoluta en km/h o m/s, sino tomando como referencia la velocidad
del sonido, algo interesante desde el momento en que la velocidad del sonido cambia
dependiendo de las condiciones de la atmósfera Por ejemplo, cuanto mayor sea la
altura sobre el nivel del mar o menor la temperatura de la atmósfera, menor es la
velocidad del sonido. De esta manera, no es necesario saber la velocidad del sonido
para saber si un avión que vuela a una velocidad dada la ha superado: basta con saber
su número de mach.
Normalmente, las velocidades de vuelo se clasifican según su número de Mach en:
Subsónico M < 0,7
Transónico 0,7 < M < 1,2
Supersónico 1,2 < M < 5
Hipersónico M > 5
Desde el punto de vista de la mecánica de fluidos la importancia del número de Mach
reside en su relación con la compresibilidad de un gas; cuando este número es menor
de 0,3 se considera fluido incompresible en el estudio de aerodinámica y modelos con
aire o gases, simplificando notoriamente los cálculos realizados por ordenador.

10. El número de Froude :
es un número adimensional que relaciona el efecto de las fuerzas de
inercia y la fuerzas de gravedad que actúan sobre un fluido. Debe su
nombre al ingeniero hidrodinámico y arquitecto naval
inglés William Froude (1810 - 1879). De esta forma el número de Froude
se puede escribir como:
Se define el numero Froude:

11. EULER
REYNOLDS
MACH
FROUDE
WEBER