Este documento presenta un resumen de diferentes métodos numéricos aplicados al flujo de fluidos. Explica que los métodos numéricos se usan con más frecuencia en la optimización de máquinas de forma rápida y efectiva. Luego introduce conceptos clave como la dinámica de fluidos y ecuaciones que rigen diferentes tipos de flujo como el flujo térmico, flujos multifásicos, electro-hidrodinámica y magnetohidrodinámica. Finalmente, describe la aplicación de métodos numéricos para resolver ecuaciones que describen flujos
LABORATORIO N°4 (SISTEMAS DE MEDIDA DE FLUJO)-MECANICA DE FLUIDOS II- UNSAAC-...ALEXANDER HUALLA CHAMPI
Este informe de laboratorio describe tres sistemas de medición de flujo: Venturi, placa de orificio y rotámetro. Se explican los fundamentos teóricos, componentes y funcionamiento de cada sistema. Adicionalmente, se presentan los resultados obtenidos al medir el flujo y calcular las pérdidas de presión en cada medidor durante un experimento en el laboratorio.
Este documento presenta información sobre elasticidad y fluidos. En cuanto a elasticidad, explica conceptos como esfuerzos, deformaciones, módulos elásticos y límite elástico. En relación a fluidos, define fluido, densidad, presión, y describe fenómenos como tensión superficial y capilaridad. También analiza tipos de flujo atendiendo a la viscosidad y presenta ecuaciones para estimar densidad de gases.
LABORATORIO N°3 (PERDIDA DE CARGAS LOCALES EN TUBERIAS)-MECANICA DE FLUIDOS I...ALEXANDER HUALLA CHAMPI
Este informe de laboratorio describe un experimento para medir las pérdidas de carga locales en diferentes accesorios de una tubería, como codos, curvas y cambios de sección. Explica los objetivos, fundamentos teóricos, equipos utilizados como un banco hidráulico y módulo de pérdidas de carga, y el procedimiento experimental para llenar los tubos manométricos y medir las pérdidas de carga en cada accesorio a diferentes caudales. El objetivo es determinar los factores de pérdida K para
Este documento presenta información sobre el autor Dr. Nestor Javier Lanza Mejía, profesor de ingeniería civil en la Universidad Nacional de Ingeniería. Detalla su educación y experiencia académica y profesional. También incluye un prólogo y contenido para un texto sobre ejercicios resueltos de hidráulica dirigido a estudiantes de ingeniería. El texto contiene ejemplos de problemas resueltos en varias áreas como mecánica de fluidos, hidráulica, hidrología e hidráulica
1) La tensión inicial en la barra es de 500 kgf.
2) La presión final en el cilindro es de 2 kgf/cm2.
3) El peso específico del líquido es el doble que el del agua.
Laboratorio N°1. Cátedra de Mecánica de Fluidos,
Determinación de tipos de flujo según Reynolds.
Eduardo Silva Escalante
Universidad Tecnológica metropolitana
FUERZA EJERCIDA POR UN LIQUIDO SOBRE UN AREA PLANAJoSé G. Mtz Cruz
Cualquier pared plana que tenga un liquido (muros, compuertas, depósitos, etc.) soporta, en cada uno de sus puntos, una presión que ha sido definida como la altura de la superficie libre del liquido al punto considerado, siempre que se trate de recipientes abiertos, que es el caso mas frecuente en aplicaciones hidrostáticas. Por tanto, todas las fuerzas de presión paralelas, cuya magnitud y dirección se conocen, tendrán una resultante P, que representa el empuje del liquido sobre una superficie plana determinada, cuyo valor y punto de aplicación vamos a determinar
Este documento presenta 7 problemas de mecánica de fluidos relacionados con el cálculo de velocidad promedio, aceleración, energía cinética, presión y fuerza. Los problemas involucran conceptos como velocidad, aceleración, masa, energía, fuerza, presión y diámetro de pistón.
LABORATORIO N°4 (SISTEMAS DE MEDIDA DE FLUJO)-MECANICA DE FLUIDOS II- UNSAAC-...ALEXANDER HUALLA CHAMPI
Este informe de laboratorio describe tres sistemas de medición de flujo: Venturi, placa de orificio y rotámetro. Se explican los fundamentos teóricos, componentes y funcionamiento de cada sistema. Adicionalmente, se presentan los resultados obtenidos al medir el flujo y calcular las pérdidas de presión en cada medidor durante un experimento en el laboratorio.
Este documento presenta información sobre elasticidad y fluidos. En cuanto a elasticidad, explica conceptos como esfuerzos, deformaciones, módulos elásticos y límite elástico. En relación a fluidos, define fluido, densidad, presión, y describe fenómenos como tensión superficial y capilaridad. También analiza tipos de flujo atendiendo a la viscosidad y presenta ecuaciones para estimar densidad de gases.
LABORATORIO N°3 (PERDIDA DE CARGAS LOCALES EN TUBERIAS)-MECANICA DE FLUIDOS I...ALEXANDER HUALLA CHAMPI
Este informe de laboratorio describe un experimento para medir las pérdidas de carga locales en diferentes accesorios de una tubería, como codos, curvas y cambios de sección. Explica los objetivos, fundamentos teóricos, equipos utilizados como un banco hidráulico y módulo de pérdidas de carga, y el procedimiento experimental para llenar los tubos manométricos y medir las pérdidas de carga en cada accesorio a diferentes caudales. El objetivo es determinar los factores de pérdida K para
Este documento presenta información sobre el autor Dr. Nestor Javier Lanza Mejía, profesor de ingeniería civil en la Universidad Nacional de Ingeniería. Detalla su educación y experiencia académica y profesional. También incluye un prólogo y contenido para un texto sobre ejercicios resueltos de hidráulica dirigido a estudiantes de ingeniería. El texto contiene ejemplos de problemas resueltos en varias áreas como mecánica de fluidos, hidráulica, hidrología e hidráulica
1) La tensión inicial en la barra es de 500 kgf.
2) La presión final en el cilindro es de 2 kgf/cm2.
3) El peso específico del líquido es el doble que el del agua.
Laboratorio N°1. Cátedra de Mecánica de Fluidos,
Determinación de tipos de flujo según Reynolds.
Eduardo Silva Escalante
Universidad Tecnológica metropolitana
FUERZA EJERCIDA POR UN LIQUIDO SOBRE UN AREA PLANAJoSé G. Mtz Cruz
Cualquier pared plana que tenga un liquido (muros, compuertas, depósitos, etc.) soporta, en cada uno de sus puntos, una presión que ha sido definida como la altura de la superficie libre del liquido al punto considerado, siempre que se trate de recipientes abiertos, que es el caso mas frecuente en aplicaciones hidrostáticas. Por tanto, todas las fuerzas de presión paralelas, cuya magnitud y dirección se conocen, tendrán una resultante P, que representa el empuje del liquido sobre una superficie plana determinada, cuyo valor y punto de aplicación vamos a determinar
Este documento presenta 7 problemas de mecánica de fluidos relacionados con el cálculo de velocidad promedio, aceleración, energía cinética, presión y fuerza. Los problemas involucran conceptos como velocidad, aceleración, masa, energía, fuerza, presión y diámetro de pistón.
El documento trata sobre conceptos relacionados con esfuerzos y deformaciones en ingeniería mecánica. Explica que el esfuerzo es la fuerza por unidad de área y analiza tipos de esfuerzos como axial, cortante y de torsión. También cubre temas como deformación elástica vs plástica, ley de Hooke, diagrama de esfuerzo-deformación, fatiga de materiales y algunos problemas de aplicación.
El viscosímetro de tubo capilar mide la viscosidad de los fluidos mediante la medición del tiempo que tarda una cantidad de fluido en pasar a través de un tubo capilar bajo una presión constante, lo que permite calcular la viscosidad según la ecuación de Poiseuille. El viscosímetro de bola que cae mide el tiempo que tarda una esfera sólida en recorrer una distancia dentro de un tubo inclinado con la muestra, lo que determina su viscosidad dinámica en mPa·s y se usa principalmente para sustancias
Este documento describe la construcción de una bomba de ariete por parte de tres estudiantes. Explica el principio de funcionamiento de las bombas de ariete, que bombean agua utilizando la energía potencial de una pequeña caída de agua. Detalla el proceso de construcción de la bomba de ariete, incluyendo los materiales y un presupuesto. Concluye que las bombas de ariete son una opción económica y ecológica para suministrar agua en zonas rurales.
Este documento presenta 8 ejercicios de hidráulica que involucran conceptos como diámetro de tubería, velocidad de flujo, pérdida de carga, presión, entre otros. Los ejercicios deben resolverse aplicando principios de la hidráulica como la ecuación de continuidad, la ecuación de Bernoulli y el número de Reynolds para determinar el régimen de flujo.
Este informe describe los procedimientos y resultados de un experimento realizado en el laboratorio de Mecánica de Fluidos e Hidráulica de la Universidad Peruana Los Andes. El objetivo del experimento fue determinar las pérdidas locales en codos de radio largo, medio y corto, así como en ensanchamientos, contracciones e ingletes. Se detallan los equipos, materiales y procedimientos utilizados, así como los fundamentos teóricos sobre pérdidas locales. Finalmente, se presentan los resultados obtenidos al medir las pérdidas a trav
Fórmulas para determinación de la potencia de la bombaDavid Durán
El documento presenta 4 fórmulas para determinar la potencia de una bomba. La fórmula 1 calcula la potencia teórica en HP considerando el caudal, altura y gravedad específica. La fórmula 2 calcula la potencia considerando la altura de bombeo, densidad del agua, gravedad y caudal. Ambas fórmulas deben ajustarse por el porcentaje de eficiencia de la bomba. Las fórmulas 3 y 4 también calculan la potencia teórica pero usando unidades métricas y considerando el caudal, alt
Este documento presenta información sobre el autor Dr. Nestor Javier Lanza Mejía, profesor de ingeniería civil en la Universidad Nacional de Ingeniería. Detalla su educación y experiencia profesional, incluyendo su trabajo como decano de la Facultad de Tecnología de la Construcción. El documento también contiene el prólogo y contenido de un texto sobre ejercicios resueltos de hidráulica escrito por el Dr. Lanza.
Este documento presenta una introducción a los estados de la materia sólidos, líquidos y gases. Explica las propiedades distintivas de los fluidos y cómo se ven afectados por fuerzas externas. También cubre temas como densidad, módulos elásticos, presión, principios de Pascal y Arquímedes. Finalmente, resume varios métodos experimentales para medir propiedades como densidad, tensión superficial y viscosidad.
Este documento trata sobre oscilaciones mecánicas. En el Capítulo I se analiza el movimiento libre no amortiguado, aplicando la ley de Hooke, la segunda ley de Newton y resolviendo la ecuación diferencial resultante. Se definen el período y la frecuencia. En el Capítulo II se estudian osciladores amortiguados, sobre amortiguados, con amortiguamiento crítico y débil, resolviendo en cada caso la ecuación diferencial correspondiente. Se incluyen ejercicios resueltos y propuestos relacionados con est
El informe describe experimentos para determinar la pérdida de carga en tuberías y accesorios, y para medir caudales usando medidores de orificio. En el primer experimento, se aplicó la ecuación de Darcy y se analizó el efecto de la rugosidad y el número de Reynolds. En el segundo, se midieron parámetros como la variación de presión y se establecieron relaciones entre el caudal, el número de Reynolds y la variación de presión y altura. Ambos experimentos cumplieron con sus objetivos de desarrollar relaciones matemá
Mecanica de Fluidos, ecuaciones fundamentales de un flujojavier riveros
Este documento describe las tres ecuaciones fundamentales de un flujo: la ecuación de continuidad, la ecuación de la energía y la ecuación de la cantidad de movimiento. Explica cada una de estas ecuaciones y proporciona ejemplos de su aplicación en diferentes situaciones como conducciones de líquidos, máquinas de flujo y turbinas.
Ondas estacionarias en una cuerda labo de fisica.docxRafael Pico
un informe sobre fisica 3 que hace conocer el contenido de ondas estacionarianarias y se puede usar las ondas y el uso de los instrumentos de los cuales se puede medir
Ecuaciones diferenciales aplicadas a la ingeniería civilAndreaa Sierra
La ecuación diferencial que describe el vaciado de un tanque a través de un orificio es A(h)dh/dt = -aK√2gh. Esta ecuación se resuelve para un tanque cilíndrico de 10 pies de radio y 20 pies de altura inicial con un orificio de 1 pulgada de diámetro. El tiempo que demora en vaciarse completamente es de 17 horas, 53 minutos y 19 segundos.
1) Se presentan 6 problemas de estática de fluidos resueltos que involucran manómetros y la determinación de densidades y presiones de fluidos.
2) Los problemas se resuelven aplicando el principio de equilibrio hidrostático y expresando las ecuaciones que relacionan las presiones y alturas de los fluidos en cada caso.
3) Se derivan expresiones para calcular la gravedad específica en función de las alturas de los fluidos en los manómetros.
Perdidas en las Tuberías y Accesorios_ Completo.docxPaoloParedes5
Este documento describe los conceptos y ecuaciones para calcular las pérdidas de carga en sistemas hidráulicos debido a la fricción en tuberías y accesorios. Explica el cálculo de pérdidas por fricción usando el número de Reynolds, la ecuación de Darcy-Weisbach y otras ecuaciones. También cubre el cálculo de pérdidas en accesorios como válvulas, codos y ensanchamientos usando coeficientes de resistencia. Finalmente, presenta ejercicios de aplicación para calcular
Este documento resume el cálculo de las pérdidas de energía en una instalación hidráulica que incluye una bocatoma, canal, desarenador, cámara de carga y tubería de presión. Se calculan 11 tipos diferentes de pérdidas como las de la bocatoma, rejilla, entrada de canal, desarenador, pendiente, curvas, sifón, rejilla de carga, entrada de tubería, fricción y curvas. La pérdida total calculada es de 7.29 metros y la altura bruta neces
Este documento describe conceptos básicos de dinámica de fluidos como la ecuación de continuidad, la conservación de la masa, la ecuación de Bernoulli y el teorema de Torricelli. La ecuación de continuidad establece que el caudal es constante en una tubería si no hay generación o destrucción de masa. La ecuación de Bernoulli se deriva del principio de conservación de la energía y relaciona la presión, velocidad y elevación de un fluido. El teorema de Torricelli indica que la velocidad de salida
Los tubos Pitot miden la velocidad de un fluido mediante la diferencia entre la presión dinámica y estática. Consisten en un tubo con una abertura frontal que mide la presión total y agujeros laterales que miden solo la presión estática, cuya diferencia indica la velocidad. Pueden instalarse en tuberías transversalmente e incluyen detectores con múltiples hendiduras que promedian la velocidad en la sección.
Este documento presenta la hoja de vida de un profesor que impartirá el curso de "Hidraulica Avanzada" en la Universidad Nacional de Piura. En su hoja de vida se detallan sus estudios universitarios y de postgrado, así como sus diplomados y cursos de especialización. También incluye la unidad 1 del curso sobre flujo en canales abiertos, la cual introduce conceptos fundamentales de la hidráulica como flujo uniforme, ecuaciones básicas y tipos de flujo.
Este informe presenta los resultados de 7 prácticas de laboratorio sobre mecánica de fluidos realizadas por estudiantes de ingeniería civil. La primera práctica determinó las densidades, pesos específicos y densidades relativas de varios fluidos. Las prácticas subsiguientes verificaron la ley de Stokes, los principios de Arquímedes, determinaron el centro de presiones en una superficie plana, calcularon el número de Reynolds y estudiaron las pérdidas de energía en tuberías. La última práctica calibro
El documento trata sobre conceptos relacionados con esfuerzos y deformaciones en ingeniería mecánica. Explica que el esfuerzo es la fuerza por unidad de área y analiza tipos de esfuerzos como axial, cortante y de torsión. También cubre temas como deformación elástica vs plástica, ley de Hooke, diagrama de esfuerzo-deformación, fatiga de materiales y algunos problemas de aplicación.
El viscosímetro de tubo capilar mide la viscosidad de los fluidos mediante la medición del tiempo que tarda una cantidad de fluido en pasar a través de un tubo capilar bajo una presión constante, lo que permite calcular la viscosidad según la ecuación de Poiseuille. El viscosímetro de bola que cae mide el tiempo que tarda una esfera sólida en recorrer una distancia dentro de un tubo inclinado con la muestra, lo que determina su viscosidad dinámica en mPa·s y se usa principalmente para sustancias
Este documento describe la construcción de una bomba de ariete por parte de tres estudiantes. Explica el principio de funcionamiento de las bombas de ariete, que bombean agua utilizando la energía potencial de una pequeña caída de agua. Detalla el proceso de construcción de la bomba de ariete, incluyendo los materiales y un presupuesto. Concluye que las bombas de ariete son una opción económica y ecológica para suministrar agua en zonas rurales.
Este documento presenta 8 ejercicios de hidráulica que involucran conceptos como diámetro de tubería, velocidad de flujo, pérdida de carga, presión, entre otros. Los ejercicios deben resolverse aplicando principios de la hidráulica como la ecuación de continuidad, la ecuación de Bernoulli y el número de Reynolds para determinar el régimen de flujo.
Este informe describe los procedimientos y resultados de un experimento realizado en el laboratorio de Mecánica de Fluidos e Hidráulica de la Universidad Peruana Los Andes. El objetivo del experimento fue determinar las pérdidas locales en codos de radio largo, medio y corto, así como en ensanchamientos, contracciones e ingletes. Se detallan los equipos, materiales y procedimientos utilizados, así como los fundamentos teóricos sobre pérdidas locales. Finalmente, se presentan los resultados obtenidos al medir las pérdidas a trav
Fórmulas para determinación de la potencia de la bombaDavid Durán
El documento presenta 4 fórmulas para determinar la potencia de una bomba. La fórmula 1 calcula la potencia teórica en HP considerando el caudal, altura y gravedad específica. La fórmula 2 calcula la potencia considerando la altura de bombeo, densidad del agua, gravedad y caudal. Ambas fórmulas deben ajustarse por el porcentaje de eficiencia de la bomba. Las fórmulas 3 y 4 también calculan la potencia teórica pero usando unidades métricas y considerando el caudal, alt
Este documento presenta información sobre el autor Dr. Nestor Javier Lanza Mejía, profesor de ingeniería civil en la Universidad Nacional de Ingeniería. Detalla su educación y experiencia profesional, incluyendo su trabajo como decano de la Facultad de Tecnología de la Construcción. El documento también contiene el prólogo y contenido de un texto sobre ejercicios resueltos de hidráulica escrito por el Dr. Lanza.
Este documento presenta una introducción a los estados de la materia sólidos, líquidos y gases. Explica las propiedades distintivas de los fluidos y cómo se ven afectados por fuerzas externas. También cubre temas como densidad, módulos elásticos, presión, principios de Pascal y Arquímedes. Finalmente, resume varios métodos experimentales para medir propiedades como densidad, tensión superficial y viscosidad.
Este documento trata sobre oscilaciones mecánicas. En el Capítulo I se analiza el movimiento libre no amortiguado, aplicando la ley de Hooke, la segunda ley de Newton y resolviendo la ecuación diferencial resultante. Se definen el período y la frecuencia. En el Capítulo II se estudian osciladores amortiguados, sobre amortiguados, con amortiguamiento crítico y débil, resolviendo en cada caso la ecuación diferencial correspondiente. Se incluyen ejercicios resueltos y propuestos relacionados con est
El informe describe experimentos para determinar la pérdida de carga en tuberías y accesorios, y para medir caudales usando medidores de orificio. En el primer experimento, se aplicó la ecuación de Darcy y se analizó el efecto de la rugosidad y el número de Reynolds. En el segundo, se midieron parámetros como la variación de presión y se establecieron relaciones entre el caudal, el número de Reynolds y la variación de presión y altura. Ambos experimentos cumplieron con sus objetivos de desarrollar relaciones matemá
Mecanica de Fluidos, ecuaciones fundamentales de un flujojavier riveros
Este documento describe las tres ecuaciones fundamentales de un flujo: la ecuación de continuidad, la ecuación de la energía y la ecuación de la cantidad de movimiento. Explica cada una de estas ecuaciones y proporciona ejemplos de su aplicación en diferentes situaciones como conducciones de líquidos, máquinas de flujo y turbinas.
Ondas estacionarias en una cuerda labo de fisica.docxRafael Pico
un informe sobre fisica 3 que hace conocer el contenido de ondas estacionarianarias y se puede usar las ondas y el uso de los instrumentos de los cuales se puede medir
Ecuaciones diferenciales aplicadas a la ingeniería civilAndreaa Sierra
La ecuación diferencial que describe el vaciado de un tanque a través de un orificio es A(h)dh/dt = -aK√2gh. Esta ecuación se resuelve para un tanque cilíndrico de 10 pies de radio y 20 pies de altura inicial con un orificio de 1 pulgada de diámetro. El tiempo que demora en vaciarse completamente es de 17 horas, 53 minutos y 19 segundos.
1) Se presentan 6 problemas de estática de fluidos resueltos que involucran manómetros y la determinación de densidades y presiones de fluidos.
2) Los problemas se resuelven aplicando el principio de equilibrio hidrostático y expresando las ecuaciones que relacionan las presiones y alturas de los fluidos en cada caso.
3) Se derivan expresiones para calcular la gravedad específica en función de las alturas de los fluidos en los manómetros.
Perdidas en las Tuberías y Accesorios_ Completo.docxPaoloParedes5
Este documento describe los conceptos y ecuaciones para calcular las pérdidas de carga en sistemas hidráulicos debido a la fricción en tuberías y accesorios. Explica el cálculo de pérdidas por fricción usando el número de Reynolds, la ecuación de Darcy-Weisbach y otras ecuaciones. También cubre el cálculo de pérdidas en accesorios como válvulas, codos y ensanchamientos usando coeficientes de resistencia. Finalmente, presenta ejercicios de aplicación para calcular
Este documento resume el cálculo de las pérdidas de energía en una instalación hidráulica que incluye una bocatoma, canal, desarenador, cámara de carga y tubería de presión. Se calculan 11 tipos diferentes de pérdidas como las de la bocatoma, rejilla, entrada de canal, desarenador, pendiente, curvas, sifón, rejilla de carga, entrada de tubería, fricción y curvas. La pérdida total calculada es de 7.29 metros y la altura bruta neces
Este documento describe conceptos básicos de dinámica de fluidos como la ecuación de continuidad, la conservación de la masa, la ecuación de Bernoulli y el teorema de Torricelli. La ecuación de continuidad establece que el caudal es constante en una tubería si no hay generación o destrucción de masa. La ecuación de Bernoulli se deriva del principio de conservación de la energía y relaciona la presión, velocidad y elevación de un fluido. El teorema de Torricelli indica que la velocidad de salida
Los tubos Pitot miden la velocidad de un fluido mediante la diferencia entre la presión dinámica y estática. Consisten en un tubo con una abertura frontal que mide la presión total y agujeros laterales que miden solo la presión estática, cuya diferencia indica la velocidad. Pueden instalarse en tuberías transversalmente e incluyen detectores con múltiples hendiduras que promedian la velocidad en la sección.
Este documento presenta la hoja de vida de un profesor que impartirá el curso de "Hidraulica Avanzada" en la Universidad Nacional de Piura. En su hoja de vida se detallan sus estudios universitarios y de postgrado, así como sus diplomados y cursos de especialización. También incluye la unidad 1 del curso sobre flujo en canales abiertos, la cual introduce conceptos fundamentales de la hidráulica como flujo uniforme, ecuaciones básicas y tipos de flujo.
Este informe presenta los resultados de 7 prácticas de laboratorio sobre mecánica de fluidos realizadas por estudiantes de ingeniería civil. La primera práctica determinó las densidades, pesos específicos y densidades relativas de varios fluidos. Las prácticas subsiguientes verificaron la ley de Stokes, los principios de Arquímedes, determinaron el centro de presiones en una superficie plana, calcularon el número de Reynolds y estudiaron las pérdidas de energía en tuberías. La última práctica calibro
Mecánica de fluidos propiedades de los fluidosJavier Naranjo
Este documento presenta una introducción a la mecánica de fluidos. Explica que los fluidos incluyen tanto gases como líquidos y que su estudio es importante en ingeniería. Describe las propiedades de los fluidos como medios continuos y las propiedades termodinámicas como presión, densidad y temperatura. También cubre conceptos clave como análisis lagrangiano, análisis euleriano y campo de velocidades.
Este documento describe la historia y desarrollo de la mecánica de fluidos a través de los tiempos. Comenzó con civilizaciones antiguas que desarrollaron sistemas de irrigación y canales, pero no fue hasta Arquímedes en el siglo III a.C. que se establecieron los principios hidrostáticos y de flotación. En los siglos XVII y XVIII, Newton, Bernoulli y Euler hicieron importantes contribuciones a los principios hidrodinámicos clásicos. En el siglo XX, se desarrollaron teor
Este informe de laboratorio describe tres experimentos realizados: 1) observación del flujo laminar en una mesa, incluyendo fuentes y sumideros; 2) visualización de líneas de corriente usando un colorante en una mesa de analogías de Stokes; 3) estudio de flujos laminar y turbulento en una cuba de Reynolds. También resume conceptos teóricos como flujos unidimensionales, viscosos, irrotacionales y estacionarios.
La mecánica de fluidos es fundamental para la ingeniería civil, ya que se aplica a obras hidráulicas como canales, alcantarillas y presas, donde el elemento dominante es el agua. En la ingeniería civil, la mecánica de fluidos se utiliza para el transporte de fluidos a través de sistemas abiertos o cerrados, así como en lagos y embalses donde el movimiento del agua es lento. Algunas áreas donde se aplica incluyen la hidrometría, hidráulica experimental, hidráulica computacional,
Este documento presenta conceptos clave sobre dinámica de fluidos. En 3 oraciones o menos: Introduce definiciones como líneas de corriente, flujo volumétrico y másico. Explica las descripciones lagrangiana y euleriana para el movimiento de fluidos. Aplica el teorema de transporte de Reynolds para analizar cómo varían propiedades como la masa dentro de un volumen de control.
República bolivariana de venezuela mriaMariagodoy21
Esta teoría de la capa límite e impulso y cantidad de movimiento fue desarrollada por Prandtl a principios del siglo XX y revolucionó la aeronáutica y la mecánica de fluidos. Se aplica a fluidos poco viscosos como el aire y el agua. Estudia la distribución de velocidades cerca de la superficie de un cuerpo sumergido y distingue entre flujos laminares y turbulentos. La cantidad de movimiento es el producto de la masa por la velocidad y se usa para diferenciar cuerpos con la misma
Este documento presenta la introducción a una unidad sobre fenómenos de transporte e hidrostática. Explica conceptos clave como fluido, propiedades de los fluidos, viscosidad, estática de fluidos y unidades de medición usadas en mecánica de fluidos. También incluye tópicos como fluidos newtonianos y no newtonianos, ecuación de la hidrostática y manometría.
El documento presenta información sobre ecología ambiental y modelos de población y sistemas físicos. Define ecología ambiental y ofrece ejemplos de modelos de población como el modelo de crecimiento exponencial. También describe modelos de sistemas como el modelo de reactor de tanque agitado y el modelo de reactor de flujo en pistón, los cuales son útiles para modelar sistemas ambientales como ríos. Finalmente, discute avances en teledetección, simulación y monitoreo ambiental.
El documento resume la historia y conceptos fundamentales de la mecánica de fluidos. Comenzó con las primeras civilizaciones que desarrollaron sistemas de riego y navegación. Más tarde, científicos como Arquímedes establecieron los primeros principios científicos. En el siglo XX, Prandtl unificó la hidráulica práctica y la hidrodinámica teórica con la teoría de la capa límite. El documento también explica conceptos clave como flujo laminar, flujo turbulent
Este documento presenta conceptos básicos sobre fenómenos de transporte en ingeniería bioquímica. Introduce conceptos clave como sistemas termodinámicos, fluidos newtonianos y no newtonianos, y leyes de viscosidad y transporte de cantidad de movimiento. Explica métodos para estimar viscosidad y clasifica diferentes tipos de fluidos. Finalmente, provee ejemplos numéricos para ilustrar los conceptos.
Este documento presenta una introducción a la mecánica de fluidos. Explica brevemente la evolución histórica del campo, desde los primeros avances de Arquímedes y Leonardo da Vinci hasta las ecuaciones de Navier-Stokes y el concepto de número de Reynolds. También resume algunas aplicaciones clave de la mecánica de fluidos en áreas como la ingeniería, la generación de energía y el transporte. Finalmente, introduce conceptos básicos como fluido, modelo continuo, propiedades de los fluidos y bibliografía.
Este documento presenta la evaluación continua número 1 del curso de Hidromecánica. Incluye la lista de estudiantes, los temas a cubrir como las propiedades de los fluidos, la importancia de la hidromecánica en ingeniería civil y ejemplos prácticos. También define conceptos como densidad, peso específico, presión, viscosidad y resume los antecedentes históricos y aplicaciones de la hidromecánica en obras civiles como canales, tuberías, máquinas hidráulicas y presas.
Este documento describe el modelo de gradiente múltiple para simular procesos con flujo turbulento. El modelo utiliza ecuaciones de transporte con coeficientes modificados para representar efectos como la dispersión. Las ecuaciones se desarrollan promediando las ecuaciones microscópicas para obtener términos de densidad de flujo turbulento definidos por coeficientes efectivos. El documento presenta las ecuaciones del modelo en coordenadas rectangulares y cilíndricas.
El documento presenta un resumen de tres capítulos de una tesis para optar el título profesional de Ingeniero Civil. El primer capítulo introduce el tema de la investigación, que es el análisis teórico experimental de las fallas en obras de alcantarillado existentes. El segundo capítulo describe los objetivos del estudio, que son observar experimentalmente problemas de diseño de alcantarillado rectangular y comparar modelos numéricos. El tercer capítulo presenta generalidades sobre hidráulica fluvial como parámetros geométricos de ríos,
El documento presenta un resumen de tres capítulos de una tesis para optar el título profesional de Ingeniero Civil. El primer capítulo introduce el tema de la investigación, que es el análisis teórico experimental de las fallas en obras de alcantarillado existentes. El segundo capítulo describe los objetivos del estudio, que son observar experimentalmente problemas de diseño de alcantarillado rectangular y comparar modelos numéricos. El tercer capítulo presenta conceptos generales de hidráulica fluvial relevantes para el diseño de obras que interact
Examen de Selectividad. Geografía junio 2024 (Convocatoria Ordinaria). UCLMJuan Martín Martín
Examen de Selectividad de la EvAU de Geografía de junio de 2023 en Castilla La Mancha. UCLM . (Convocatoria ordinaria)
Más información en el Blog de Geografía de Juan Martín Martín
http://blogdegeografiadejuan.blogspot.com/
Este documento presenta un examen de geografía para el Acceso a la universidad (EVAU). Consta de cuatro secciones. La primera sección ofrece tres ejercicios prácticos sobre paisajes, mapas o hábitats. La segunda sección contiene preguntas teóricas sobre unidades de relieve, transporte o demografía. La tercera sección pide definir conceptos geográficos. La cuarta sección implica identificar elementos geográficos en un mapa. El examen evalúa conocimientos fundamentales de geografía.
ACERTIJO DESCIFRANDO CÓDIGO DEL CANDADO DE LA TORRE EIFFEL EN PARÍS. Por JAVI...JAVIER SOLIS NOYOLA
El Mtro. JAVIER SOLIS NOYOLA crea y desarrolla el “DESCIFRANDO CÓDIGO DEL CANDADO DE LA TORRE EIFFEL EN PARIS”. Esta actividad de aprendizaje propone el reto de descubrir el la secuencia números para abrir un candado, el cual destaca la percepción geométrica y conceptual. La intención de esta actividad de aprendizaje lúdico es, promover los pensamientos lógico (convergente) y creativo (divergente o lateral), mediante modelos mentales de: atención, memoria, imaginación, percepción (Geométrica y conceptual), perspicacia, inferencia y viso-espacialidad. Didácticamente, ésta actividad de aprendizaje es transversal, y que integra áreas del conocimiento: matemático, Lenguaje, artístico y las neurociencias. Acertijo dedicado a los Juegos Olímpicos de París 2024.
1. Abstract— En los últimos años, el uso de métodos
numéricos ha adquirido una importancia considerable en la
mecánica de fluidos. Tanto en diseño como investigación, se
emplean con mayor frecuencia estas técnicas en la optimización
de máquinas de una formas rápida y efectiva, la causa es que los
métodos experimentales requieren un trabajo muy minucioso e
intensivo, siendo demasiados caros por otro lado el desarrollo
tecnológico requiere calcula diferentes parámetros aún más
intensos y son cada vez más baratos y los softwares disponibles
son bastantes competentes.
I. INTRODUCCIÓN
Los fluidos desempeñan un papel crucial en muchos
aspectos de la vida diaria. Lo bebemos, respiramos y nadamos
sobre ellos; Los aviones vuelan a través de ellos y los barcos
flotan en ellos. Un fluido es cualquier sustancia que puede
fluir o tiene capacidad de moverse, la dinámica de los fluidos
es la ciencia que estudia estos fenómenos y es una de las
ramas más complejas de la mecánica.
El flujo de fluidos suele ser extremadamente
complejo, como se aprecia en las corrientes de los rápidos de
ríos, un fluido ideal es incomprensible (su densidad no puede
cambiar) y no tiene fricción interna (llamada viscosidad). Los
líquidos son incomprensibles en casi todas las situaciones la
fricción interna, un fluido causa esfuerzos de corte cuando
fluye en un tubo o alrededor de un obstáculo.
Por la complejidad de los cálculo numéricos del
flujo fluidos en diferentes campos de trabajos se requieren
ciertas exigencias, un ejemplo las grades turbinas alcanzan
hoy en día rendimientos claramente superiores al 95% en sus
instalaciones, los fabricantes deben aportar garantías fiables,
por lo que la aplicación de los métodos numéricos debe ser lo
más exacta posible, se calcula errores o fallas de las turbinas
mediante potentes simulaciones que deben sobrepasar el
100% de trabajo de las turbinas en diferentes condiciones
naturales, los programas de cálculo numérico de corrientes
permiten saber los diferentes parámetros .
II. METODOLOGIA
Este trabajo de investigación se lo llevo a cabo de
forma analítica, investigando los distintos métodos numéricos
que existen para la aplicación del flujo de fluidos, cada
integrante del grupo de investigación tomo un tema de
mecánica de fluidos e indago sobre ello para complementar el
trabajo en la parte del marco teórico. Este trabajo se lo llevo
a cabo a través de la herramienta Word y Latex a través del
método exploratorio siendo una investigación científica con
una extensa bibliografía.
III. MARCO TEORICO
A. FLUJO ELECTRO-HIDRODINÁMICO
El electro-hidrodinámica es el estudio de los fluidos
que se encuentran sometidos a la acción de campos
eléctricos, la fuerza sobre la carga inyectada en el volumen
pone el fluido en movimiento. Es una materia interdisciplinar
la misma que abarca la hidrodinámica: y la electricidad. Las
distribuciones del campo eléctrico y de velocidad se
encuentran acopladas en general.
ECUACIÓN DE NAVIER-STOKES
La Variación temporal de la velocidad más
Términos conectivos: no lineales, difíciles es igual a menos
la Gradiente de presión más Viscosidad del fluido más la
Fuerza por unidad de volumen: Acoplamiento
El modelo es fácilmente generalizable a cualquier número de
especies iónicas, lo cual ocurre en la mayoría de las
aplicaciones. Capas límite en celdas de combustible.
Electro–cinética (flujo estacionario):
u = 0 =⇒ p = −ρq φ
Métodos Numéricos aplicados al flujo de fluidos
Aguirre Yeliber, Cisneros Henry, De la cruz Carolina, Guatemal Jose, Mangui Anthony, Paredes
Richard, Pineda Luis, Tamay Bryan y Vega Andres
Estudiantes de la Escuela de Ingeniería Industrial, Facultad Mecánica, Escuela Superior Politécnica
del Chimborazo, Riobamba, Ecuador
2. Condiciones de frontera en electrodos:
(∇C± + w± z± C± ∇φ) · n = 0
φ + λS∇φ · n = +v en el ánodo
−v en el cátodo
Condiciones iniciales
C±(x, 0) = c 0 ±(x),
φ(x, y, 0) = vy o
En el electro-hidrodinámica en gases los iones
empujan al gas f = qE, el mismo que se pone en movimiento,
la distribución de carga no depende de la distribución de las
velocidades del gas. Ejm cilindro, punta, plano, streamer,
rayo.
Una de las aplicaciones con respecto a los gases es:
PRECIPITADORES ELECTROSTÁTICOS
El gas lleno de partículas penetra en el precipitador
las mismas que son cargadas con los iones y electrones
producidos por la corona. El campo eléctrico arrastra las
partículas hacia las placas las mismas que se acumulan como
polvo en las placas aduriéndose a la superficie. Tamaño de las
partículas en un gran rango
0.1µm < r p < 1000 µm
Una de las aplicaciones con respecto a los fluidos
son los MEMS el cual realiza Bombeo de líquidos en
microsistemas (microfluídica) a su vez los Lab-on-a-chip:
que es la integración de varias funciones de análisis en
dispositivos de algunos mm2
o cm2
.
B. FLUJO TÉRMICO
Sea Ω ⊂ RN
(N = 2, 3) la región de flujo de un fluido
térmico viscoso y dependiente del tiempo y sea Γ la frontera
de esta región. Las hipótesis de la aproximación de Bousinesq
suponen que las variaciones de temperatura son
suficientemente pequeñas para poder considerar la densidad
como constante a través del fluido, excepto en el término de
flotación ρg, donde g es la fuerza gravitacional y ρ, de la
ecuación de estado ρ = ρ (P, T), está dada linealmente por ρ =
ρ0[1 − β(T − T0), donde T es la temperatura, ρ0 y T0 denotan
densidad y temperatura de referencia. Los cambios de
densidad ocasionados por cambios de presión se desprecian;
propiedades del fluido, como viscosidad dinámica µ,
coeficiente de expansión térmica β = −(
1
ρ0
)(
∂ρ
∂T
)P,
conductividad térmica k, difusividad térmica ƞ, y el calor
especıfico Cp se consideran constantes; y la disipación de
energía mecánica se desprecia. Matemáticamente la
aproximación de Boussinesq, con estructura incompresible,
se describe por las ecuaciones adimensionales
t > 0
ut −
1
Re
∆u + (u ∗ ∆)u =
Ra
Pr ∗ Re2
θe
∇ ∗ u = 0
θt −
1
Re ∗ Pr
∆θ + u ∗ ∇θ = 0
Donde:
𝐮 Velocidad
𝐩 Presión
𝛉 Temperatura
Los parámetros adimensionales:
𝐑𝐞 Números de Reynolds.
𝐑𝐚 Números de Rayleigh.
𝐏𝐫 Números Prandtl.
𝐞 Es el vector unitario en la dirección de la gravedad.
Ra =
βl3
kgρ0
2
μ3cp
(T1 − T0)
Pr =
k
μcp
, donde las temperaturas de referencia
T0 y T1, con T0 < T1, pueden ser las temperaturas de las
paredes laterales de la región de flujo, cuando esta es una
cavidad rectangular, l y U son la longitud y velocidad de
referencia o característica, v =
μ
ρ0
es la viscosidad
cinematica y g la constante gravitacional.
3. Método numérico
Las derivadas temporales ωt y θt se aproximan mediante:
ft(x(n + 1)∆t) ≈
3fn+1
− 4fn
+ fn−1
2∆t
, x ϵ Ω
Donde n ≥ 1, ∆t denota el tamaño de paso en el
tiempo y fr ≈ f(x, r∆t). Se sabe que es una aproximación de
segundo orden para una función f suficientemente suave.
C. FLUJOS MULTIFASICOS
En la Coordinación de Ingeniería de Procesos
Industriales y Ambientales se realizan estudios sobre los
flujos multifásicos. Conocer el comportamiento de estos
flujos es muy importante, puesto que son predominantes en la
naturaleza y en los sistemas industriales. Podemos encontrar
flujos de mezclas multifásicas en todas partes: en la red de
agua potable, en los volcanes, en el sistema cardiovascular,
en el tracto gastrointestinal e incluso dentro de las células,
comenta el doctor Enrique Guzmán Vázquez, investigador
del IIUNAM.
“En términos generales el estudio de los flujos de
mezclas multifásicas es bastante complejo. Normalmente es
preciso conocer todas las propiedades fisicoquímicas de cada
uno de los componentes de la mezcla. Además se debe
considerar que dichas propiedades pueden cambiar con el
tiempo y que tienen lugar ciertos procesos químicos. Por
ejemplo, algo que es muy usual en la práctica es que
aparezcan cambios de temperatura que modifican las
viscosidades o que producen evaporación o condensación, o
que producen crecimiento de cristales, etcétera. Por otra parte
-continúa el doctor Guzmán- está el problema de la
configuración geométrica de los conductos por los que
transcurre el flujo. Todo esto se combina para hacer que la
descripción matemática del problema sea compleja. Las
ecuaciones no son triviales y, por si fuera poco, cada caso de
estudio es único y debe considerarse por separado. No
podemos asumir ni descartar nada a priori porque se corre el
riesgo de omitir los detalles importantes que verdaderamente
caracterizan al sistema estudiado”.
Grafico. Tipos de flujos
Fórmula que rigen los flujos multifasicos
D. MAGNETOHIDRODINÁMICA
Según (Navarra, 2007) “La magnetohidrodinámica
(MHD) estudia la dinámica de los fluidos que son buenos
conductores de la electricidad, y específicamente los efectos
que aparecen por la interacción entre el movimiento del fluido
y un campo magnético cualquiera que pueda estar presente”
“La magnetohidrodinámica (MHD) es la disciplina
académica que estudia la dinámica de fluidos conductores de
electricidad en presencia de campos eléctricos y magnéticos.
Ejemplos de tales fluidos son los plasmas, los metales
líquidos y el agua salada. El término magnetohidrodinámica
deriva de magneto-, que significa campo magnético, hidro-,
que significa líquido, y dinámica, que significa movimiento”
(P.H & T.H, 2007)
Ecuaciones
“La magnetohidrodinámica (MHD) es una teoría
para estudiar la dinámica de un plasma (gas ionizado) en
presencia de un campo magnético”. (Escamilla, 2016)
Una forma sencilla de derivar esta teoría consiste en
juntar las ecuaciones de Maxwell y las ecuaciones para la
dinámica de un fluido, junto con la ley de Ohm y la suposición
de que los movimientos son no relativistas. (Escamilla, 2016)
“La MHD ideal es una versión simplificada de la
MHD en la que se añaden las suposiciones adicionales de que
el plasma es un conductor perfecto y con viscosidad nula”
(Escamilla, 2016)
Ecuaciones de Maxwell:
Donde E y B son los campos eléctrico y magnético,
respectivamente, 1* es la densidad de carga, j la densidad de
corriente, c la velocidad de la luz y 34 y > la permitividad y
la permeabilidad magnética, respectivamente.
Ecuaciones básicas de la magnetohidrodinámica (MHD):
4. Un fluido neutro con una conductividad σ que se
mueve con un campo de velocidades v, puede interactuar con
un campo magnético presente en su entorno (ya sea externo o
generado por la propia dinámica). (Navarra, 2007)
Las ecuaciones que gobiernan el problema se
derivan de las ecuaciones de Maxwell (para el campo
magnético B) y de la ecuación de Navier-Stokes incluyendo
la fuerza de Lorentz. (Navarra, 2007)
∂t B = ∇ × ( v × B ) + 1/(μ0 σ)∇2B
(∂t + v ⋅ ∇ ) v = - 1/ρ∇ p + ν∇2 v + Fext + 1/(ρ μ0)(∇ × B )
× B
(∂t + v ⋅ ∇ ) B = ( B ⋅ ∇ ) v + ∇2 B = Eij(v) B + ∇2 B
Si el fluido conductor está rodeado de un aislante
perfecto, las condiciones son relativamente "amigables". El
problema se complica cuando el material está rodeado de un
conductor con conductividad diferente: son necesarias
corrientes de superficie que difícilmente pueden ser incluidas
en la evolución. (Navarra, 2007)
Aplicaciones
Geofísicos
- Se piensa que el núcleo fluido de la Tierra y otros planetas es
una dinamo MHD enorme que genera el campo magnético de
la Tierra por el movimiento de la roca fundida. (Fundación
Wikimedia, 2018)
Astrofísicos
- La MHD se aplica muy bien a la astrofísica pues cerca del 99
% del contenido de la materia bariónica está hecha de plasma,
como las estrellas, el medio interplanetario (espacio entre los
planetas), el medio interestelar (espacio entre las estrellas),
nébulas y los chorros relativistas. (Fundación Wikimedia,
2018)
Ingeniería
“La MHD se relaciona con problemas de ingeniería
tales como confinamiento de plasma, enfriamiento por
metales líquidos de los reactores nucleares y el moldeado
electromagnético, entre otros” (Fundación Wikimedia, 2018)
E. APLICACIÓN DE MN PARA FLUJOS
PARTICULADOS.
El proposito es la obtención de propiedades de
convergencia y estabilidad para dos esquemas numéricos que
permiten resolver las ecuaciones incompresibles de Navier-
Stokes. Dichos esquemas han sido obtenidos modificando
ligeramente otros debidos a R. Glowinski, cuya convergencia
no había sido estudiada hasta la fecha. En una primera etapa,
se usan métodos de direcciones alternadas del tipo de
Peaceman-Rachford y de Strang. Esto reduce el problema a
la resolución de problemas elípticos lineales del tipo de
Stokes y problemas elípticos quasi-lineales. En la segunda
etapa, estos problemas se resuelven numéricamente usando
varios métodos de aproximación en espacio (elementos
finitos), (para los problemas no lineales es conveniente
introducir una formulación de tipo minimos cuadrados). La
convergencia de las soluciones aproximadas hacia la solución
del problema inicial se verifica bajo ciertas condiciones
especificas de estabilidad. Las propiedades obtenidas vienen
a justificar los buenos resultados numéricos conseguidos
utilizando los métodos de Glowinski
Una característica importante de las ecuaciones
Navier-Stokes es la capa límite, lo cual hace necesario
emplear mallas muy finas. Ya que los métodos explícitos de
integración temporales tienen una restricción inherente de
estabilidad, requieren escoger sus periodos de tiempo sobre
estas mallas con base únicamente en la estabilidad y no
mediante el control de error. Esto hace que sea deseable el
uso de métodos implícitos de integración temporal; sin
embargo, el empleo de estos esquemas exige la resolución de
sistemas de ecuaciones no lineales.
Considerando métodos numéricos para ecuaciones
de Navier-Stokes de flujo compresible y dependientes del
tiempo. Se discute la discretización espacial mediante los
métodos de Galerkin discontinuos y de volúmenes finitos, la
integración temporal a través de los métodos implícitos de
Rosenbrock y Runge-Kutta, así como la solución de sistemas
de ecuaciones lineales y no lineales por medio de Newton-
Krylov libre del jacobiano y métodos multimalla. Se
consideran diversos problemas de flujo inestable para mostrar
sus aplicaciones. El texto está dirigido a matemáticos e
ingenieros.
IV. CONCLUSIONES
Las aplicaciones de los métodos numéricos del flujo
de fluidos ayudan al desarrollo de nueva tecnología a través
del entendimiento de problemas complejos de los flujos.
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