Este documento trata sobre la mecánica de fluidos y conceptos como la viscosidad y la turbulencia. Explica que la viscosidad se refiere a la fricción interna de un fluido y depende de factores como la velocidad y temperatura. También describe los tipos de flujo laminar y turbulento, la ley de Poiseuille para flujo laminar en tubos, la ley de Stokes para la fuerza viscosa en una esfera, y el número de Reynolds para identificar el tipo de flujo. El objetivo es que los estudiantes comprendan estos important
Este documento resume conceptos clave de la dinámica de fluidos. Explica que existen dos tipos de flujo, laminar y turbulento, y define un fluido ideal como no viscoso, estacionario, incompresible y laminar. También presenta ecuaciones como la de continuidad, Bernoulli y Poiseuille, que relacionan variables como velocidad, presión, caudal, viscosidad y geometría en el flujo de fluidos. Finalmente, introduce el número de Reynolds para determinar si el flujo en un tubo es laminar o turbulento.
Este documento describe los conceptos fundamentales de la resistencia en fluidos. Explica que existen dos tipos de flujo, laminar y turbulento, y que el número de Reynolds determina qué tipo de flujo existe. También aborda la paradoja de D'Alembert, que plantea que un cuerpo en movimiento en un fluido ideal no experimentaría resistencia, aunque en la realidad sí existe resistencia debido a la capa límite y su desprendimiento.
Es la parte de la hidráulica que estudia el comportamiento de los líquidos en movimiento. Para ello considera entre otras cosas la velocidad, la presión, el flujo y el gasto del líquido.
La ley de Newton de la viscosidad establece que la fuerza de viscosidad entre dos capas de fluido es proporcional a la velocidad con la que una capa se mueve respecto a la otra. Esta ley se aplica a fluidos newtonianos, cuya viscosidad es constante e independiente de la velocidad de flujo. La ecuación de Poiseuille describe el flujo laminar de fluidos newtonianos en tubos, relacionando la caída de presión con el caudal. Algunos fluidos como la sangre no cumplen estrictamente estas le
La teoría de la capa límite establece que todas las pérdidas por fricción en un fluido en movimiento ocurren en una delgada capa adyacente al sólido, llamada capa límite. La capa límite puede ser laminar o turbulenta, y su espesor aumenta a medida que fluye aguas abajo. El número de Reynolds determina si el flujo dentro de la capa límite es laminar o turbulento, y depende de factores como la velocidad y viscosidad del fluido.
El documento describe la ley de Poiseuille, que permite determinar el caudal de un flujo laminar de un líquido incompresible y uniformemente viscoso a través de un tubo cilíndrico. Explica que la viscosidad es la fricción interna entre capas de fluido y que depende del esfuerzo cortante y la deformación producida. También cubre conceptos como flujo laminar vs turbulento, número de Reynolds, y presión osmótica.
Este documento describe conceptos fundamentales sobre la viscosidad de los fluidos y su aplicación en medicina. Explica que la viscosidad es una medida de la fricción interna entre capas de fluido y que depende del gradiente de velocidad. También analiza cómo la viscosidad de la sangre contribuye a la formación de placas de ateroma en las arterias.
Este documento resume conceptos clave de la dinámica de fluidos. Explica que existen dos tipos de flujo, laminar y turbulento, y define un fluido ideal como no viscoso, estacionario, incompresible y laminar. También presenta ecuaciones como la de continuidad, Bernoulli y Poiseuille, que relacionan variables como velocidad, presión, caudal, viscosidad y geometría en el flujo de fluidos. Finalmente, introduce el número de Reynolds para determinar si el flujo en un tubo es laminar o turbulento.
Este documento describe los conceptos fundamentales de la resistencia en fluidos. Explica que existen dos tipos de flujo, laminar y turbulento, y que el número de Reynolds determina qué tipo de flujo existe. También aborda la paradoja de D'Alembert, que plantea que un cuerpo en movimiento en un fluido ideal no experimentaría resistencia, aunque en la realidad sí existe resistencia debido a la capa límite y su desprendimiento.
Es la parte de la hidráulica que estudia el comportamiento de los líquidos en movimiento. Para ello considera entre otras cosas la velocidad, la presión, el flujo y el gasto del líquido.
La ley de Newton de la viscosidad establece que la fuerza de viscosidad entre dos capas de fluido es proporcional a la velocidad con la que una capa se mueve respecto a la otra. Esta ley se aplica a fluidos newtonianos, cuya viscosidad es constante e independiente de la velocidad de flujo. La ecuación de Poiseuille describe el flujo laminar de fluidos newtonianos en tubos, relacionando la caída de presión con el caudal. Algunos fluidos como la sangre no cumplen estrictamente estas le
La teoría de la capa límite establece que todas las pérdidas por fricción en un fluido en movimiento ocurren en una delgada capa adyacente al sólido, llamada capa límite. La capa límite puede ser laminar o turbulenta, y su espesor aumenta a medida que fluye aguas abajo. El número de Reynolds determina si el flujo dentro de la capa límite es laminar o turbulento, y depende de factores como la velocidad y viscosidad del fluido.
El documento describe la ley de Poiseuille, que permite determinar el caudal de un flujo laminar de un líquido incompresible y uniformemente viscoso a través de un tubo cilíndrico. Explica que la viscosidad es la fricción interna entre capas de fluido y que depende del esfuerzo cortante y la deformación producida. También cubre conceptos como flujo laminar vs turbulento, número de Reynolds, y presión osmótica.
Este documento describe conceptos fundamentales sobre la viscosidad de los fluidos y su aplicación en medicina. Explica que la viscosidad es una medida de la fricción interna entre capas de fluido y que depende del gradiente de velocidad. También analiza cómo la viscosidad de la sangre contribuye a la formación de placas de ateroma en las arterias.
Práctica 2 Flujo Reptante (Ley de Stokes)JasminSeufert
Este documento describe un experimento para determinar la viscosidad de sustancias como la glicerina y la miel de maple utilizando la Ley de Stokes. El experimento involucra dejar caer bolas de diferentes tamaños a través de las sustancias y medir el tiempo que tardan en caer entre dos líneas. Los datos de tiempo y distancia se usan para calcular la velocidad y luego la viscosidad. El documento también explica los conceptos teóricos como el número de Reynolds y los coeficientes de rozamiento que son relevantes para la Ley de Stokes.
Este documento presenta los resultados de un experimento para determinar el tipo de flujo en un sistema de vaciado de fluidos. Describe los conceptos teóricos de dinámica de fluidos, número de Reynolds, viscosidad y los tipos de flujo laminar y turbulento. También explica el experimento original de Osborne Reynolds para visualizar el cambio entre flujo laminar y turbulento usando tinta inyectada en un tubo de vidrio.
Este documento presenta los fundamentos teóricos y los procedimientos para medir la viscosidad de un fluido en el laboratorio utilizando un viscosímetro. Explica conceptos como la viscosidad, densidad y número de Reynolds. Describe los materiales requeridos como el módulo para medir viscosidad, tubo de ensayo, esfera de nylon y agua. También presenta ecuaciones para calcular la viscosidad basadas en la velocidad terminal de la esfera y las condiciones de Stokes y Oseen.
Este documento presenta los fundamentos teóricos y los procedimientos para medir la viscosidad de un fluido en el laboratorio utilizando un viscosímetro. Explica conceptos como la viscosidad, densidad y número de Reynolds. Detalla los materiales requeridos como el módulo para medir viscosidad, tubo de ensayo, esfera de nylon y agua. También presenta ecuaciones como las de Stokes y Oseen para calcular la viscosidad en función de la velocidad terminal de la esfera y las propiedades del fluido. El objetivo es que los estudiant
1. El documento describe varios métodos para estimar la viscosidad de gases y vapores, incluyendo el uso de la viscosidad reducida y la relación de la viscosidad a presión y temperatura dadas.
2. También explica la diferencia entre estimar la viscosidad crítica versus a presión y temperatura constantes, y los requisitos de cada método.
3. Finalmente, resume brevemente los métodos para estimar la viscosidad en líquidos como ecuaciones, modelos y cartas de alineación.
El capítulo describe las leyes físicas que rigen el flujo de aire en el sistema respiratorio. Explica que el flujo puede ser laminar o turbulento dependiendo de factores como la velocidad y obstrucciones. También introduce la Ley de Poiseuille que describe el flujo laminar a través de un tubo, así como el número de Reynolds, una dimensión adimensional utilizada para caracterizar el movimiento de los fluidos.
Este documento trata sobre hidráulica de canales. Explica que los canales son conductos abiertos por los que circula agua debido a la gravedad y la presión atmosférica. Se clasifican en canales naturales y artificiales. Los canales artificiales pueden ser prismáticos o de sección transversal variable. También describe conceptos como perímetro mojado, radio hidráulico, número de Reynolds y tipos de flujo en función de este número. Finalmente, menciona algunas aplicaciones del número de Reynolds.
Este documento describe un experimento para identificar flujos laminar y turbulento. El estudiante realizó dos pruebas variando el tiempo de vaciado de tinta para observar los dos tipos de flujo. Luego mantuvo el tiempo constante y varió la temperatura del líquido y el tipo de líquido para analizar cómo afecta esto al número de Reynolds. El estudiante concluyó que para obtener flujo turbulento, el tiempo de vaciado debe ser menor y que la densidad del líquido afecta el tiempo requerido.
1) Reynolds estudió los tipos de flujo laminar y turbulento mediante la inyección de un trazador en un líquido que fluía a través de una tubería. 2) El número de Reynolds es una herramienta clave para determinar y predecir el tipo de flujo, ya sea laminar o turbulento. 3) La teoría de la capa límite analiza cómo varía la velocidad de un fluido en la zona de contacto con un obstáculo, pudiendo ser laminar u turbulento.
Este documento explica que los fluidos reales como el agua tienen viscosidad, lo que causa una resistencia al flujo y una disminución de la presión a lo largo de la tubería, a diferencia de los fluidos ideales según la ecuación de Bernouilli. También introduce conceptos como la ley de Poiseuille, que relaciona la caída de presión con las características del fluido y la tubería, y el número de Reynolds, que determina si el flujo es laminar o turbulento.
Este documento describe un experimento de laboratorio sobre flujos laminar y turbulento. El objetivo era determinar y analizar los diferentes tipos de flujo al pasar agua a través de varias figuras geométricas. Se midió el caudal a baja y alta presión para calcular los números de Reynolds y así identificar si los flujos eran laminar o turbulento. Los resultados mostraron que a baja presión el flujo era laminar, mientras que a alta presión era turbulento, cumpliendo la teoría.
Este documento describe un experimento de laboratorio sobre flujos laminar y turbulento. El objetivo era determinar y analizar los diferentes tipos de flujo al pasar agua a través de varias figuras geométricas. Se midió el caudal a baja y alta presión para calcular los números de Reynolds y así identificar si los flujos eran laminar o turbulento. Los resultados mostraron que a baja presión el flujo era laminar, mientras que a alta presión era turbulento, cumpliendo la teoría.
El documento habla sobre los conceptos básicos de flujo laminar, flujo turbulento y número de Reynolds en mecánica de fluidos. Explica que el número de Reynolds determina si el flujo es laminar o turbulento dependiendo de si es menor o mayor que valores críticos. También resume la teoría de la capa límite, la cual estudia la distribución de velocidades cerca de una superficie sólida en un fluido.
El documento habla sobre los tipos de flujo laminar y turbulento que puede ocurrir cuando un cuerpo sólido se mueve a través de un fluido. Explica el número de Reynolds, que determina si el flujo será laminar o turbulento dependiendo de la densidad, viscosidad, velocidad y tamaño característico. También describe brevemente la teoría de la capa límite, que estudia la distribución de velocidades cerca de la superficie de un cuerpo sólido inmerso en un fluido.
Este documento describe las investigaciones de Reynolds sobre los regímenes laminar y turbulento de los fluidos. Reynolds descubrió que a bajas velocidades, un trazador se mueve en línea recta a través de un tubo, mientras que a altas velocidades se dispersa rápidamente. Introdujo el número de Reynolds, un término adimensional que define los límites entre flujo laminar y turbulento. También describe la teoría de la capa límite de Prandtl y cómo afecta el movimiento de los fluidos cerca de las superficies.
Este documento trata sobre hidrodinámica, la cual estudia las propiedades y comportamiento de los líquidos en movimiento. Explica conceptos como líquido ideal, líquido real, régimen laminar, régimen turbulento, línea de corriente, caudal, velocidad, flujo y la relación entre ellos. También describe el teorema de Bernoulli sobre la conservación de la energía mecánica de un fluido, la ecuación de continuidad y la ecuación de Poiseuille para la circulación de fluidos reales en tubos. Por último, aplic
1) La viscosidad es la resistencia de un fluido al flujo y depende de factores como la temperatura y la complejidad molecular. 2) Existen fluidos newtonianos cuya viscosidad depende linealmente de la velocidad de deformación, y no newtonianos donde no hay relación lineal. 3) La viscosidad de los líquidos tiende a disminuir con la temperatura mientras que en los gases aumenta.
Este documento presenta los resultados de un experimento para identificar flujos laminar y turbulento. Se describen los tipos de flujo, el número de Reynolds, y el procedimiento experimental que involucra el uso de tinta, mangueras, válvulas y una botella. Los resultados mostraron un flujo laminar y uno en transición, pero no turbulento. Se concluye que se necesita repetir el experimento con una jeringa para obtener los resultados deseados.
PRESENTACIÓN DE HIDRAULICA Y FLUIDOS EN REPOSO Y MOVIJulianaCorrea88
Este documento trata sobre hidráulica y los fluidos. Explica brevemente el origen de la palabra hidráulica y define los fluidos y sus tipos (gases y líquidos). Luego describe las propiedades de los fluidos como densidad, viscosidad y presión. Finalmente, cubre conceptos hidráulicos como tipos de flujos, número de Reynolds, pérdidas en tuberías y más. En resumen, provee una introducción general a la hidráulica y las características básicas de los fluidos.
Práctica 2 Flujo Reptante (Ley de Stokes)JasminSeufert
Este documento describe un experimento para determinar la viscosidad de sustancias como la glicerina y la miel de maple utilizando la Ley de Stokes. El experimento involucra dejar caer bolas de diferentes tamaños a través de las sustancias y medir el tiempo que tardan en caer entre dos líneas. Los datos de tiempo y distancia se usan para calcular la velocidad y luego la viscosidad. El documento también explica los conceptos teóricos como el número de Reynolds y los coeficientes de rozamiento que son relevantes para la Ley de Stokes.
Este documento presenta los resultados de un experimento para determinar el tipo de flujo en un sistema de vaciado de fluidos. Describe los conceptos teóricos de dinámica de fluidos, número de Reynolds, viscosidad y los tipos de flujo laminar y turbulento. También explica el experimento original de Osborne Reynolds para visualizar el cambio entre flujo laminar y turbulento usando tinta inyectada en un tubo de vidrio.
Este documento presenta los fundamentos teóricos y los procedimientos para medir la viscosidad de un fluido en el laboratorio utilizando un viscosímetro. Explica conceptos como la viscosidad, densidad y número de Reynolds. Describe los materiales requeridos como el módulo para medir viscosidad, tubo de ensayo, esfera de nylon y agua. También presenta ecuaciones para calcular la viscosidad basadas en la velocidad terminal de la esfera y las condiciones de Stokes y Oseen.
Este documento presenta los fundamentos teóricos y los procedimientos para medir la viscosidad de un fluido en el laboratorio utilizando un viscosímetro. Explica conceptos como la viscosidad, densidad y número de Reynolds. Detalla los materiales requeridos como el módulo para medir viscosidad, tubo de ensayo, esfera de nylon y agua. También presenta ecuaciones como las de Stokes y Oseen para calcular la viscosidad en función de la velocidad terminal de la esfera y las propiedades del fluido. El objetivo es que los estudiant
1. El documento describe varios métodos para estimar la viscosidad de gases y vapores, incluyendo el uso de la viscosidad reducida y la relación de la viscosidad a presión y temperatura dadas.
2. También explica la diferencia entre estimar la viscosidad crítica versus a presión y temperatura constantes, y los requisitos de cada método.
3. Finalmente, resume brevemente los métodos para estimar la viscosidad en líquidos como ecuaciones, modelos y cartas de alineación.
El capítulo describe las leyes físicas que rigen el flujo de aire en el sistema respiratorio. Explica que el flujo puede ser laminar o turbulento dependiendo de factores como la velocidad y obstrucciones. También introduce la Ley de Poiseuille que describe el flujo laminar a través de un tubo, así como el número de Reynolds, una dimensión adimensional utilizada para caracterizar el movimiento de los fluidos.
Este documento trata sobre hidráulica de canales. Explica que los canales son conductos abiertos por los que circula agua debido a la gravedad y la presión atmosférica. Se clasifican en canales naturales y artificiales. Los canales artificiales pueden ser prismáticos o de sección transversal variable. También describe conceptos como perímetro mojado, radio hidráulico, número de Reynolds y tipos de flujo en función de este número. Finalmente, menciona algunas aplicaciones del número de Reynolds.
Este documento describe un experimento para identificar flujos laminar y turbulento. El estudiante realizó dos pruebas variando el tiempo de vaciado de tinta para observar los dos tipos de flujo. Luego mantuvo el tiempo constante y varió la temperatura del líquido y el tipo de líquido para analizar cómo afecta esto al número de Reynolds. El estudiante concluyó que para obtener flujo turbulento, el tiempo de vaciado debe ser menor y que la densidad del líquido afecta el tiempo requerido.
1) Reynolds estudió los tipos de flujo laminar y turbulento mediante la inyección de un trazador en un líquido que fluía a través de una tubería. 2) El número de Reynolds es una herramienta clave para determinar y predecir el tipo de flujo, ya sea laminar o turbulento. 3) La teoría de la capa límite analiza cómo varía la velocidad de un fluido en la zona de contacto con un obstáculo, pudiendo ser laminar u turbulento.
Este documento explica que los fluidos reales como el agua tienen viscosidad, lo que causa una resistencia al flujo y una disminución de la presión a lo largo de la tubería, a diferencia de los fluidos ideales según la ecuación de Bernouilli. También introduce conceptos como la ley de Poiseuille, que relaciona la caída de presión con las características del fluido y la tubería, y el número de Reynolds, que determina si el flujo es laminar o turbulento.
Este documento describe un experimento de laboratorio sobre flujos laminar y turbulento. El objetivo era determinar y analizar los diferentes tipos de flujo al pasar agua a través de varias figuras geométricas. Se midió el caudal a baja y alta presión para calcular los números de Reynolds y así identificar si los flujos eran laminar o turbulento. Los resultados mostraron que a baja presión el flujo era laminar, mientras que a alta presión era turbulento, cumpliendo la teoría.
Este documento describe un experimento de laboratorio sobre flujos laminar y turbulento. El objetivo era determinar y analizar los diferentes tipos de flujo al pasar agua a través de varias figuras geométricas. Se midió el caudal a baja y alta presión para calcular los números de Reynolds y así identificar si los flujos eran laminar o turbulento. Los resultados mostraron que a baja presión el flujo era laminar, mientras que a alta presión era turbulento, cumpliendo la teoría.
El documento habla sobre los conceptos básicos de flujo laminar, flujo turbulento y número de Reynolds en mecánica de fluidos. Explica que el número de Reynolds determina si el flujo es laminar o turbulento dependiendo de si es menor o mayor que valores críticos. También resume la teoría de la capa límite, la cual estudia la distribución de velocidades cerca de una superficie sólida en un fluido.
El documento habla sobre los tipos de flujo laminar y turbulento que puede ocurrir cuando un cuerpo sólido se mueve a través de un fluido. Explica el número de Reynolds, que determina si el flujo será laminar o turbulento dependiendo de la densidad, viscosidad, velocidad y tamaño característico. También describe brevemente la teoría de la capa límite, que estudia la distribución de velocidades cerca de la superficie de un cuerpo sólido inmerso en un fluido.
Este documento describe las investigaciones de Reynolds sobre los regímenes laminar y turbulento de los fluidos. Reynolds descubrió que a bajas velocidades, un trazador se mueve en línea recta a través de un tubo, mientras que a altas velocidades se dispersa rápidamente. Introdujo el número de Reynolds, un término adimensional que define los límites entre flujo laminar y turbulento. También describe la teoría de la capa límite de Prandtl y cómo afecta el movimiento de los fluidos cerca de las superficies.
Este documento trata sobre hidrodinámica, la cual estudia las propiedades y comportamiento de los líquidos en movimiento. Explica conceptos como líquido ideal, líquido real, régimen laminar, régimen turbulento, línea de corriente, caudal, velocidad, flujo y la relación entre ellos. También describe el teorema de Bernoulli sobre la conservación de la energía mecánica de un fluido, la ecuación de continuidad y la ecuación de Poiseuille para la circulación de fluidos reales en tubos. Por último, aplic
1) La viscosidad es la resistencia de un fluido al flujo y depende de factores como la temperatura y la complejidad molecular. 2) Existen fluidos newtonianos cuya viscosidad depende linealmente de la velocidad de deformación, y no newtonianos donde no hay relación lineal. 3) La viscosidad de los líquidos tiende a disminuir con la temperatura mientras que en los gases aumenta.
Este documento presenta los resultados de un experimento para identificar flujos laminar y turbulento. Se describen los tipos de flujo, el número de Reynolds, y el procedimiento experimental que involucra el uso de tinta, mangueras, válvulas y una botella. Los resultados mostraron un flujo laminar y uno en transición, pero no turbulento. Se concluye que se necesita repetir el experimento con una jeringa para obtener los resultados deseados.
PRESENTACIÓN DE HIDRAULICA Y FLUIDOS EN REPOSO Y MOVIJulianaCorrea88
Este documento trata sobre hidráulica y los fluidos. Explica brevemente el origen de la palabra hidráulica y define los fluidos y sus tipos (gases y líquidos). Luego describe las propiedades de los fluidos como densidad, viscosidad y presión. Finalmente, cubre conceptos hidráulicos como tipos de flujos, número de Reynolds, pérdidas en tuberías y más. En resumen, provee una introducción general a la hidráulica y las características básicas de los fluidos.
TIA portal Bloques PLC Siemens______.pdfArmandoSarco
Bloques con Tia Portal, El sistema de automatización proporciona distintos tipos de bloques donde se guardarán tanto el programa como los datos
correspondientes. Dependiendo de la exigencia del proceso el programa estará estructurado en diferentes bloques.
1. MECÁNICA DE FLUIDOS:
VISCOSIDAD Y TURBULENCIA
Fís. Carlos Adrián Jiménez Carballo
Escuela de Física
Instituto Tecnológico de Costa Rica
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2. Objetivos
Al finalizar esta sección el estudiante deberá ser capaz de
Identificar el concepto de viscosidad
Interpretar el concepto de fluidos laminares
Interpretar la ecuación de los fluidos viscosos en una tubería cilíndrica
Interpretar la Ley de Poiseuille
Aplicar la ley de Stokes
Interpretar el concepto de velocidad terminal de una esfera en un fluido
viscoso.
Interpretar el número de Reynolds
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3. Conocimientos previos
Para esta sección los estudiantes deben tener conocimientos previos en
• Matemática básica.
• Cálculo diferencial, principalmente los conceptos de derivada e integral
• Física general, principalmente los conceptos de mecánica clásica, como
por ejemplo las leyes de newton, los conceptos de posición, distancia,
velocidad y aceleración, las definiciones de energía cinética, energía
potencial y energía mecánica.
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6. Viscosidad
La viscosidad se refiere a la fricción interna, o resistencia al flujo, de un fluido.
Todos los fluidos reales tienen una resistencia interna al flujo la cual puede
verse como fricción entre las moléculas del fluido. En el caso de los líquidos, la
viscosidad se debe a fuerzas de cohesión de corto alcance y en los gases, se
debe a los choques entre las moléculas. La resistencia a la viscosidad tanto de
líquidos como de gases depende de su velocidad y podría ser directamente
proporcional a ella en algunos casos. Sin embargo, la relación varía
dependiendo de las condiciones; por ejemplo, la resistencia es aproximadamente
proporcional a v2
o a v3
en flujo turbulento. La unidad en el SI de la viscosidad
es el Poiseuille (1 Pl = 1 Pa · s).
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7. Coeficiente de viscosidad η de distintas sustancias
Fluido Temperatura (◦
C) Viscosidad η (Pa·s)
Agua 0 1,79 × 10−3
Agua 20 1,00 × 10−3
Agua 10 0,28 × 10−3
Aire −31,6 1,54 × 10−5
Aire 20 1,83 × 10−5
Aire 230 2,64 × 10−5
Alcohol etílico 20 1,2 × 10−3
Glicerina 0 12.11
Glicerina 20 1,49
Helio 20 1,94 × 10−5
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9. Flujos laminares
Existen dos tipos de flujos permanentes en el caso de fluidos reales, que es
necesario conocer y entender: flujo laminar y el flujo turbulento. Ambos flujos
son gobernados por distintas leyes.
La viscosidad hace que las distintas capas de un fluido se muevan con diferente
rapidez en respuesta a un esfuerzo cortante. Este movimiento relativo de capas
es conocido como flujo laminar y es característico del flujo estable de líquidos
viscosos a baja velocidad. A velocidades más altas, el flujo se vuelve turbulento.
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10. Capas en flujos laminares
Un esfuerzo cortante hace que
las capas de un fluido se
muevan unas sobre otras en un
flujo laminar. La fuerza de corte
y la tasa de flujo dependen de
la viscosidad del fluido.
En un flujo laminar por un
tubo, la rapidez del fluido es
menor cerca de las paredes del
tubo que cerca del centro,
debido a la fricción entre las
paredes y el fluido.
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11. Fluidos newtonianos
Si se consideran dos placas paralelas de área
A, separadas por una distancia D por un fluido
con viscosidad eta entre ellas. Una de las placas
la se mantiene fija y la otra se mueve
(paralelamente) con velocidad v0.
Newton experimentalmente encontró que para muchos fluidos la magnitud de
la fuerza que se debe aplicar para mantener la placa en movimiento es:
Fr = ηA
v0
D
Los fluidos que cumplen con esta relación se llaman fluidos newtonianos.
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13. Velocidad de un fluido en un tubo cilíndrico
Cuando un fluido viscoso se mueve en un tubo, su velocidad de flujo es
diferente en distintos puntos de un misma sección transversal. La capa mas
externa del fluido se adhiere a las paredes del tubo, y su velocidad es cero. Para
el caso de un flujo laminar la velocidad es máxima en el tubo y disminuye hasta
anularse en las paredes.
Analizando las fuerzas que actúan sobre un elemento del fluido se puede
mostrar que la velocidad del tubo en función de una distancia radial r es
v(r) =
p1 − p2
4ηL
R2
− r2
.
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14. Ley de Pouseuille
A partir de la ecuación de la velocidad de un fluido con viscosidad
η en un tubo cilíndrico de radio R y longitud L se puede encontrar
una expresión que permite determinar el volumen total por unidad
de tiempo, en otras palabras el caudal Q, dicha expresión se
conoce como ley de Pouseuille
dV
dt
=
(p1 − p2) πR4
8ηL
=
1
2
πR2
vm,
donde (p1 − p2) es la diferencia de presiones en los dos extremos
del tubo.
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16. Ley de Stokes
Cuando un fluido laminar se mueve
alrededor de una esfera de radio R, o
cuando una esfera se mueve por un
fluido estacionario con viscosidad η, el
fluido ejerce una fuerza viscoso (una
fuerza de resistencia) sobre la esfera.
La magnitud de dicha fuerza es
Fv = 6πRηv,
dicha relación se conoce como Ley de
Stokes.
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17. Velocidad terminal
Una esfera que cae en un fluido con
viscosidad η alcanza una velocidad
terminal o límite vT para la cual la
fuerza viscosa más el empuje es igual
al peso de la esfera. Sean ρf la
densidad del fluido, ρ y R la densidad
y el radio de la esfera de tal manera
que la masa del fluido es 4
3
πR3
ρ a
partir del análisis de fuerzas que
actúan sobre la esfera se obtiene la
velocidad terminal vT de la esfera
vT =
2
9
R2
g
η
(ρ − ρf )
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19. Flujo turbulento
Se conoce como flujo turbulento o corriente turbulenta al
movimiento de un fluido que se da en forma caótica, o sea aquel
flujo el que las partículas del fluido se mueven desordenadamente y
las trayectorias de las partículas se encuentran formando pequeños
remolinos aperiódicos, (no coordinados) como por ejemplo el agua
en un canal de gran pendiente. Debido a esto, la trayectoria de una
partícula se puede predecir hasta una cierta escala, a partir de la
cual la trayectoria de la misma es impredecible, más precisamente
caótica.
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20. Número de Reynolds
El número de Reynolds NR relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y
dimensión típica de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en
numerosos problemas de dinámica de fluidos. Dicha cantidad sirve para
identificar si un flujo es la laminar o turbulento.
Para un fluido de viscosidad η que circula por el interior de una tubería circular
recta de diámetro D, el número de Reynolds NR viene dado por:
NR =
ρvD
η
.
Diversos experimentos han demostrado que cuando el número de Reynolds es
menor o igual a 2000, el régimen es laminar, mientras que por encima de 3000
el régimen es turbulento. En la zona de transición, entre 2000 y 3000 el
régimen es inestable y puede pasar de un tipo a otro.
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21. Fórmulas hidrostática segundo examen parcial
v = ∆p
4ηL
R2
− r2
dV
dt
= π
8
∆p
ηL
R4 dV
dt
= Q = AV = const
Fv = 6πRηv NR = ρvD
η
F = ρVg
Todas las fórmulas que no aparecen aquí deben ser
demostradas en el examen
21 / 23
22. Bibliografía
• Sears, F.W., Zemansky, M.W., Young, H.D., Freedman, R.A. (2013).
Física Universitaria. Volumen I. Décimo tercera edición. México: Pearson
Education.
• Resnick, R., Halliday, D., Krane, K. (2013). Física. Volumen I. 5ta.
Edición. México: Grupo Editorial Patria.
• Potter, M. C., Wiggert, D. C. (2007). Mecánica de fluidos, 3ra.
Edición, Thomson Learning, México.
• Wilson, J.D., Buffa, A.J. y Lou, B. (2007). Física. 6ta Edición. México:
Pearson educación.
• SCHAUM, R. V. G., Evett, J. B., Liu, C. (2005). Mecánica de los
fluidos e Hidráulica. Editorial McGraw–Hill/Interamericana de España,
Madrid.
22 / 23
23. Créditos
Vicerrectoría de Docencia
CEDA - TEC Digital
Proyecto de Virtualización 2016-2017
Física General III
Fís. Carlos Adrián Jiménez Carballo (profesor)
Ing. Paula Morales Rodríguez (coordinadora de diseño)
Andrés Salazar Trejos (Asistente)
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