Cinematica de los fluidos

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INDICE





Introducción 2

CAPITULO 3.- CINEMATICA DE LOS LIQUIDOS

3.1 Campos de flujos 3

3.2 Campos vectoriales: de velocidad, aceleración y rotación 4

INTRODUCCION


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 loslíquidos 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. CINEMATICA DE LOS LIQUIDOS


1. Campos de flujos

Un campo de flujo es cualquier región en el espacio donde hay un fluido en movimiento, a condición de que la región o subregion del flujo quede ocupada porfluido.

En cada punto del campo de flujo es posible determinar o especificar una serie de magnitudes físicas, ya sena escalares, vectoriales o tensoriales, 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 sentidopara la cantidad física a la que corresponde.
Para definir un campo tensorial se requiere nueve o más componentes escalares.

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.

La dimensión de un campo de flujo se determina por el numerode coordinas espaciales independientes necesarias para definir el campo de flujo. Por ejemplo, lo parámetros que describen un flujo unidimensional varían en una sola dirección. La dirección deberá coincidir con un eje coordenada como x o dirigirse a lo largo de una línea de corriente.

2. Campos vectoriales de velocidad, aceleración y rotacional

A medida que un elemento de fluido se mueve enel espacio le pueden ocurrir en diferentes transformaciones. Lo más claro es que esta sujeto a un desplazamiento, pero también puede rotar y deformarse. Además la deformación puede ser lineal.

En general, la velocidad en un punto no es absolutamente constante, sino que oscila aleatoriamente en torno a un valor.

La velocidad puntual instantánea se puede expresar como V=U+v* donde el promedio dev* es cero si se considera un periodo de tiempo T suficiente largo.

Cuando v*≠0 se dice que le flujo es turbulento. Esto se debe a que el escurrimiento esta lleno de remolinos de diferentes tamaños, velocidades y direcciones, entonces las líneas de trayectoria son irregulares y se origina un intercambio de cantidad de movimiento entre los elementos del fluido.
Cuando v*=0 se dice que elescurrimiento es laminar. Las líneas de trayectoria son lisas y no existen remolinos, de manera que una capa de fluido desliza sobre la otra sin haber intercambio de cantidad de movimiento entre ellas.














a) régimen permanente b)régimen impermanente

En general, se considera la velocidad en un punto solo como su valor medio temporal, que será constante en régimenpermanente y una función del tiempo en el caso impermanente.
Para evaluar la aceleración interesa la variación total de la velocidad. La velocidad es función del tiempo y del punto del espacio considerado.

V=fv (r, t)

Como la velocidad en un fluido en movimiento constituye un campo vectorial, las variaciones de la velocidad están ligadas a los cambios de ella en el tiempo y en el espacio. Para unpunto dado del espacio, la velocidad cambia con el tiempo y también se produce una variación espacial en un instante determinado en la medida en que se cambia el punto de referencia.
La aceleración debe reflejar estos dos aspectos, ya que una partícula colocada en estas condiciones estará sujeta a una aceleración local, para un punto en la medida que se velocidad cambia en el tiempo, y convectiva...
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