Dinamica de los fluidos incompresibles ideales

Introducción

La Mecánica de los Fluidos es la ciencia que estudia el comportamiento de los fluidos, la presente investigación se refiere a una de sus ramas conocida como la dinámica.

La dinámica  estudia los cuerpos en movimientos y se constituye tal que, explica la evolución en el tiempo de un sistema físico, así mismo describe los factores capaces de producir alteraciones endicho sistema, y plantea ecuaciones de movimiento.

Las leyes de los fluidos en movimiento son establecidas por la dinámica de fluidos o hidrodinámica que considera un fluido como una sustancia que se deforma de manera continúa cuando actúa sobre ella un esfuerzo cortante de cualquier magnitud.

La hidrodinámica se centra principalmente en determinar la fricción que ofrece elfluido dependiendo del grado de viscosidad del mismo. Por lo que según la viscosidad del fluido, un flujo se puede clasificar en laminar o turbulento. En el flujo turbulento las partículas se mueven sin seguir un orden establecido, el fluido continuamente se mezcla. Y en el flujo laminar  las partículas permanecen ordenadas, de manera que el fluido se mueve en láminas paralelas sin entremezclarse.La dinámica de los fluidos reales es un tema donde se incluyen conceptos simplificados; entendiendo por fluidos ideales, aquéllos en los que no existen esfuerzos cortantes, incluso cuando están en desplazamiento. Evidentemente, no encontraremos fluidos ideales en la Naturaleza; el fluido ideal no es más que una hipótesis de trabajo.

Debido a esto aparecen grandes avances científicosque permiten el desarrollo de la dinámica de los fluidos.

El primero fue el teorema de Torricelli, que relaciona la velocidad de salida de un líquido a través de un orificio de un recipiente, con la altura del líquido situado por encima de dicho agujero.

Así mismo se toma en cuenta los flujos incompresibles y sin rozamiento  que cumplen el llamado teorema de Bernoulli, el cualafirma que la energía mecánica total de un flujo incompresible y no viscoso es constante a lo largo de una línea de corriente cuyas paredes forman el tubo de flujo.

Otro concepto de importancia en el tema es la ecuación de continuidad que se cumple cuando entre dos secciones de la conducción no se acumula masa, es decir, siempre que el fluido sea incompresible y por lo tanto su densidadsea constante.

El comportamiento de un fluido en tuberías de conducción depende bastante si el flujo es laminar o Turbulento. Y su carácter se fundamenta en cuatro variables: Densidad, Viscosidad, Diámetro del ducto y velocidad del fluido. 

Por ende las únicas fuerzas de superficie son las provocadas por la presión, que sumadas a las demás fuerzas, o de gravedad, son lasresponsables del movimiento del fluido.

1.-)Flujo de fluidos

Existen diversos tipos de fluidos:

• Flujo de fluidos a régimen permanente o intermitente: aquí se tiene en cuenta la velocidad de las partículas del fluido, ya sea esta constante o no con respecto al tiempo
• Flujo de fluidos compresible o incompresible: se tiene en cuenta a la densidad, de forma que los gases son fácilmentecompresibles, al contrario que los líquidos cuya densidad es prácticamente cte. en el tiempo.
• Flujo de fluidos viscoso o no viscoso: el viscoso es aquel que no fluye con facilidad teniendo una gran viscosidad. En este caso se disipa energía.
Viscosidad cero significa que el fluido fluye con total facilidad sin que haya disipación de energía. Los fluidos no viscosos incompresibles se denominan fluidosideales.
• Flujo de fluidos rotaciones o irrotacional: es rotaciones cuando la partícula o parte del fluido presenta movimientos de rotación y traslación. Irrotacional es cuando el fluido no cumple las características anteriores.

2.-) Línea de tubos de corriente

El tubo de corriente superficie formada por las líneas de corriente.

La línea de corriente curva tangente a...