1. El documento describe los conceptos básicos de la cinemática de fluidos, incluyendo campos de flujo, tubos de corriente, líneas de corriente y diferentes tipos de flujo. 2. Explica las ecuaciones de continuidad y Bernoulli, que describen la conservación de la masa y la energía en fluidos en movimiento. 3. Define conceptos como número de Reynolds y régimen laminar vs turbulento.

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