1. El documento describe los diferentes tipos de flujos según sus características como la viscosidad, densidad, velocidad angular, régimen y más. 2. Explica conceptos clave como campo de flujo, tubo de corriente, líneas de corriente y ecuación de continuidad. 3. Resalta leyes y principios fundamentales de la mecánica de fluidos como la conservación de la masa y la energía.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
“FRANCISCO DE MIRANDA”
ÁREA DE TECNOLOGÍA
DEPARTAMENTO DE HIDRÁULICA
U.C MECÁNICA DE FLUIDOS
SANTA DE CORO; OCTUBRE 2014
PROF. ALBERTO GUERRA

2. Un fluido en movimiento corresponde a un medio en el cual la posición relativa de los elementos que lo forman varía en función del tiempo. La cinemática se preocupa en describir este movimiento. La cinemática de los líquidos trata del movimiento de sus partículas, sin considerar la masa ni las fuerzas que actúan, en base al conocimiento de las magnitudes cinemáticas: velocidad, aceleración y rotación.

3. CAMPO DE FLUJO. Un campo de flujo es cualquier región en el espacio donde hay un fluido en movimiento, a condición de que la región o subregión del flujo quede ocupada por fluido.
En cada punto del campo de flujo es posible determinar o especificar una serie de magnitudes físicas, ya sea escalares o vectoriales, que forman a su vez campos independientes o dependientes dentro del flujo. En un campo escalar se define por la magnitud que adquiere la cantidad física. Un campo vectorial, además de la magnitud, se necesita definir una dirección y un sentido para la cantidad física a la que corresponde.
Las magnitudes físicas de los campos escalares y vectoriales de un campo de flujo son funciones de punto y del tiempo, ya que su magnitud puede variar no solo de un punto a otro sino también de un instante a otro.

4. TUBO DE CORRIENTE. Es un tubo cuyas paredes están formadas por líneas de corriente. Esto representa un tubo de donde las partículas no pueden salir ya que la velocidad en las paredes es paralela a ellas. La noción del tubo de corriente tiene un particular interés en mecánica de fluidos ya que con el se pueden representar casos prácticos, como por ejemplo el flujo en una tubería, de la cual no pueden salir el flujo, por lo tanto se puede considerar como un tubo de corriente.

5. LÍNEAS DE CORRIENTE. Son líneas imaginarias continuas que se dibuja de manera que la dirección de la velocidad instantánea de una partícula en un punto cualquiera sea tangente a la línea de flujo que pasa por dicho punto.
Las líneas de corriente están fijas y coinciden con la trayectoria de las partículas de fluido solo si el flujo es estacionario. En flujo no estacionario las líneas de corriente cambia a medida que transcurre el tiempo.
TRAYECTORIA. Lugar geométrico de las posiciones que describe una misma partícula en el transcurso del tiempo.

6. SEGÚN LA VISCOSIDAD
FLUJO IDEAL
FLUJO REAL
Es un fluido carente de fricción. Es decir es no viscoso por lo tanto su viscosidad es nula
Fluidos cuya viscosidad es distinta de cero.

7. SEGÚN LA DENSIDAD
FLUJO INCOMPRESIBLE
FLUJO COMPRESIBLE
Cuando no hay variaciones de densidad en función de la posición. Generalmente el flujo de los líquidos es incompresible
La densidad del fluido varía de punto a punto, en general es una función de las coordenadas.

8. SEGÚN LA VELOCIDAD ANGULAR
FLUJO ROTACIONAL
FLUJO IRROTACIONAL
Cuando cualquier partícula del fluido no posee velocidad
Cuando la velocidad angular neta del elemento de fluido es igual a cero.
La velocidad angular es una medida de la velocidad de rotación. Se define como el ángulo girado por una unidad de tiempo y se designa mediante la letra griega ω.

9. SEGÚN SUS DIMENSIONES
UNIDIMENSIONAL
TRIDIMENSIONAL
Cuando todos los vectores de velocidad son paralelos y de igual magnitud, es decir sólo depende de una variable espacial
Es un flujo en el que el vector velocidad, solo depende de dos variables espaciales. En éste se supone que todas las partículas fluyen sobre planos paralelos a lo largo de trayectorias
BIDIMENSIONAL
El vector velocidad depende de tres coordenadas espaciales, es el caso mas general en que las componentes de la velocidad en tres direcciones mutuamente perpendiculares son función de las coordenadas espaciales x, y, z.

10. CON RESPECTO A LA POSICIÓN
FLUJO UNIFORME
FLUJO NO UNIFORME
Cuando el vector velocidad en todos los puntos es idéntico tanto en magnitud como en dirección para un instante dado. Este tipo de flujo es poco común.
En este flujo es todo lo contrario al flujo Uniforme, aquí el vector velocidad varía con respecto a la posición en un tiempo dado.

11. CON RESPECTO AL TIEMPO
FLUJO PERMANENTE
FLUJO NO PERMANENTE
Este tipo de flujo se caracteriza porque las condiciones de velocidad en cualquier punto no cambian con el tiempo. No existen cambios en la densidad, presión o temperatura con el tiempo. También se conocen como estacionarios.
En este flujo es todo lo contrario al flujo Permanente, aquí el vector velocidad varía con respecto al tiempo. Se conoce también como no estacionarios.

12. SEGÚN SU RÉGIMEN
TRANSICIÓN
LAMINAR
TURBULENTO
Las partículas del líquido se mueven siempre a lo largo de trayectorias uniformes, en capas o láminas, con el mismo sentido, dirección y magnitud
Las partículas se mueven siguiendo trayectorias erráticas, desordenadas, con formación de torbellinos. Cuando aumenta la velocidad del flujo, la tendencia al desorden crece
A medida que aumenta la velocidad, se produce una transición del régimen laminar al turbulento
NÚMERO DE REYNOLDS

13. Osborne Reynolds (1842–1912), publicó en 1883 su clásico experimento mediante el que estableció el Número de Reynolds, el cual es un número adimensional que relaciona las fuerzas inerciales con las fuerzas viscosas y da como resultado el régimen del flujo. Éste varía al modificar la velocidad y/o la viscosidad del flujo.

14. FLUJO LAMINAR
FLUJO TRANSICIÓN
FLUJO TURBULENTO
NR<2000
NR>4000
2000≤NR≤4000

15. Es la cantidad de flujo que circula en un sistema por unidad de tiempo, se puede definir también como caudal o gasto. Y se puede expresar mediante los tres términos siguientes:
M La rapidez de flujo de masa, es la masa de fluido que circula por una sección por unidad de tiempo.
W La rapidez de flujo de peso, es el peso de fluido que circula por una sección por unidad de tiempo.
Q La rapidez de flujo de volumen, es el volumen de fluido que pasa por una sección por unidad de tiempo.
V: Velocidad
A: Área

17. 1.- “Principio de Continuidad”. Conservación de la materia.
2.- Segunda Ley de Newton. Impulso y Cantidad de movimiento.
3.- Primera Ley de la Termodinámica. Conservación de la energía.
4.- Segunda Ley de la Termodinámica.

18. La ecuación de continuidad no es más que un caso particular del principio de conservación de la masa. Se basa en que el caudal (Q) del fluido ha de permanecer constante a lo largo de toda la conducción. Dado que el caudal es el producto de la superficie de una sección del conducto por la velocidad con que fluye el fluido, tendremos que en dos puntos de una misma tubería se debe cumplir que:
Para flujos incompresibles y permanentes:

19. EJEMPLO: En la figura se muestra la bifurcación de un tubo que tiene los diámetros indicados. El agua que circula dentro del tubo entra en A y sale en C y D. Si la velocidad media en B es de 0,60 m/s y en D es de 2,70 m/s. Calcule las velocidades en A y en C, el gasto total y el gasto en cada rama de la tubería.
A
B
C
D
ØA = 0,15 m
ØB = 0,30 m

20. La energía ni se crea ni se destruye, se transforma en otra. Este enunciado es de la Ley de Conservación de energía.

21. La ecuación de Bernoulli o de conservación de la energía, indica que en un fluido en movimiento sometido a la acción de la gravedad, la suma de las alturas geométrica, manométrica y cinética es constante para los diversos puntos de una línea de corriente.

22. El fluido tendrá las siguientes formas de energía:
Energía potencial: es debido a su elevación. Ep=z
Energía cinética o de velocidad: es debido a su velocidad Ec= V2/2g
Energía de presión: en ocasiones conocida como energía del flujo o trabajo de flujo. Ef= p/γ
Para flujos ideales e incompresibles