exposicion hidrodinamica
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HIDRODINMICA
HidrodinmicaEstudia los fluidos en movimientos, es decir, el flujo de los fluidos. Este estudio se realiza describiendo las propiedades de los fluidos (densidad, velocidad) en cada punto del espacio en funcin del tiempo.
Tipos de Flujos de fluidos
Flujo laminar : Ocurre cuando las molculas de un fluido en movimiento siguen trayectorias paralelas
Flujo turbulento : Ocurre cuando las molculas de un fluido en movimiento siguen trayectorias errticas
Tipos de Flujos de fluidos
Flujo compresible: si su densidad vara con la posicin al interior del fluido. Flujo estacionario: si la velocidad en cada punto del espacio permanece constante. Lo que no implica necesariamente que sea la misma en todos los puntos
Tipos de Flujos de fluidosFlujo viscoso: es cuando se produce rozamiento interno
Flujo rotacional: cuando las partculas del fluido en cada punto , tienen una velocidad angular neta con respecto al punto.
FLUIDO IDEAL
No viscoso En estado estacionario Incompresible Irrotacional
Lineas de corriente
La trayectoria tomada por una partcula de fluido bajo flujo estable se conoce como lnea de corriente. La velocidad de la partcula es tangente a la lnea de corriente.
Dos lneas de corriente nunca se cruzan entre si, cuando ocurre producira un flujo inestable y turbulento.
Ecuacin de continuidad
La Masa de un fluido en movimiento no cambia al fluir. Esto da pie a una importante relacin cuantitativa llamada ecuacin de continuidad.
Ecuacin de continuidad
Consideremos un fluido ideal que fluye por un tubo uniforme.
x2
x1A1
A2
v1
v2
La cantidad de fluido que por unidad de tiempo entra por A1, es igual a la cantidad de fluido que por unidad de tiempo sale por A2. Este es el principio de conservacin de la masa
Para un fluido incompresible:A1
A2 Q entrada
A1 v1 = A2 v2Q salida
Donde A y v son las reas y rapideces respectivas.
Caudal volumtrico (Q)Es la cantidad de fluido que atraviesa una seccin de rea , en un determinado tiempo (t). Se puede expresar en funcin del volumen (V)
Q=V tSi v es la rapidez con que el lquido atraviesa la seccin de rea (A), el caudal ser:
Q=Av
Sus unidades SI: m/s CGS: cm/s
Ejercicio aplicativo: Ecuacin de Continuidad
Una Tubera de 20 cm de dimetro, por la cual circula el agua llenndola completamente, tiene un estrechamiento de 10 cm de dimetro. Si la velocidad en la parte ancha es de 4 m/s. Hallar: a) La velocidad en el estrechamiento.
Ecuacin de Bernoulli
Es una ecuacin fundamental de la mecnica de los fluidos ideales y constituye una expresin del principio de conservacin de la energa. Se considera que en el flujo existen tres tipos de energa: la energa cintica debida al movimiento, la energa potencial debida a la presin y la energa potencial gravitatoria debida a la elevacin.
1 P v 2 g h cte 2P = presin del fluido. = densidad del fluido. V = rapidez del fluido. g = aceleracin de gravedad. h = altura del fluido en el punto en estudio.
Aplicaciones de Bernoulli
Este principio explica el vuelo de los aviones, ya que la forma y la orientacin de las alas permiten que el aire pase con mayor velocidad por la parte superior que por la inferior de stas. Luego, la presin encima del ala es menor que la presin debajo de ella, produciendo una fuerza resultante dirigida hacia arriba, llamada fuerza ascensional o de sustentacin.S
V1
V2
Ecuacin de TORRICELLI
Es una ecuacin fundamental de la mecnica de los fluidos ideales y constituye una expresin del principio de conservacin de la energa. Se considera que en el flujo existen tres tipos de energa: la energa cintica debida al movimiento, la energa potencial debida a la presin y la energa potencial gravitatoria debida a la elevacin.