Cinematica de los fluidos























Índice


I. Marco contextual

1.1 Introducción.
1.2 Objetivo.

II. Desarrollo

2.1 Campos de flujo.
2.2 Campos vectoriales de velocidad, aceleración y rotación.
2.3 Clasificación de los flujos.
2.4 Conceptos de flujo volumétrico y flujo masico.

III. Anexos

IV. Conclusión

V. Bibliografía

















1.1 Introducción.

La cinemática estudia los conceptos requeridospara la mejor comprensión del movimiento de los fluidos.
Sus resultados se aplican en el cálculo y diseño de obras, accesorios y controles para el manejo de fluidos que fluyen, escurren o se mueven.
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. Lacinemática 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.
Cuando hablamos de cinemática hablamos de movimiento y entonces lo que se presenta son las descripciones de los diferentes tipos de movimientos de una partícula de fluido y temas relacionados comola ecuación de conservación de masa, operador derivada sustancial o total.
Ver Anexos 1 para conceptos y ecuaciones del tema.






1.2 Objetivo.

El obejtivo de estudio de la cinematica de los fluidos es:
Clasificar un flujo según su comportamiento cinemático.
Aplicar los métodos de descripción del movimiento de fluidos.
Utilizar las líneas de corriente, de trayectoria y de traza para describirun flujo.
Obtener las líneas de corriente a partir de un campo de velocidades.
Calcular el campo de aceleración de un flujo y distinguir sus componentes.
Calcular el campo de rotación de un flujo e identificar sus consecuencias.
Distinguir las propiedades intensivas y extensivas entre sí
Clasificar una ley como básica o secundaria e interpretarla en distintos casos de flujo.
Aplicar la ecuaciónde transporte a las propiedad de interés del flujo.
Aplicar la relación entre caudal, velocidad media, sección de flujo y distribución de velocidades.
Aplicar el principio de conservación de la masa en diferentes circunstancias de flujo.





2.1 Campos 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 delflujo 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 unsentido 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.

Campo Escalar: Se define exclusivamente por la magnitud que adquiere la cantidad física a la cual corresponde; ejemplos: presión,densidad y temperatura.

Campo Vectorial: En un campo vectorial además de la magnitud, se necesita definir una dirección y un sentido para la cantidad física a las cual corresponde esto es tres valores escalares de finen la cantidad física; ejemplos: la velocidad, la aceleración y la rotación.

Campo Tensorial: Para definir un campo tensorial se requiere nueve o mas componentes escalares; ejemplos:Esfuerzo, Deformación Unitaria, Momento de Inercia, etc.

2.2 Campos vectoriales de velocidad, aceleración y rotación.

Campos vectorial de velocidad.
El análisis del movimiento de una partícula del fluido que recorre una línea usualmente curva que se llama trayectoria se puede hacer de dos maneras distintas:
Por el contenido del vector posición (r ⃗), de la partícula, como una función...