dinamica de los fluidos

TAREA:
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN DE LA UNIDAD V:
“HIDRODINÁMICA”


MATERIA:
ELECTRICIDAD, MAGNETISMO Y ÓPTICA.











FECHA DE ENTREGA:
MÉRIDA, YUCATÁN A MIÉRCOLES 12 DE DICIEMBREDE 2012.

DINÁMICA DE FLUIDOS (HIDRODINÁMICA).
La hidrodinámica es la parte de la hidráulica que estudia el comportamiento de los líquidos en movimiento. Para ello considera entre otrosparámetros a la velocidad, la presión y el flujo del líquido.
En el estudio de la hidrodinámica el Teorema de Bernoulli, trata de la ley de la conservación de la energía, es de primordial importancia, pues señala que la suma de las energías cinética, potencial y de presión de un líquido en movimiento en un punto determinado es igual a la de otro punto cualquiera. La hidrodinámica investiga fundamentalmentea los fluidos incompresibles.
Las aplicaciones de la hidrodinámica se evidencian en el diseño de canales, puertos presas, cascos de los barcos, hélices turbinas y ductos en general.
Con el objetivo de facilitar el estudio de los líquidos en movimiento, generalmente se hacen las siguientes suposiciones:
1.- Los líquidos son completamente incompresibles.
2.- Se considera despreciable laviscosidad. Es decir, se supone que los líquidos son ideales, por ello no presentan resistencia al flujo, lo cual permite despreciar las pérdidas de energía mecánica producidas por su viscosidad; pues como sabemos, durante el movimiento esta genera fuerzas tangenciales entre las diversas capas de un líquido.
3.- El flujo de los líquidos se supone estacionario o de régimen estable. Esto sucede cuando lavelocidad de toda partículas del líquido es igual al pasar por el mismo punto. Por ejemplo en la figura siguiente se observa la trayectoria seguida por la partícula de un líquido, esto es, su línea de corriente al pasar por el punto A.
Gasto, flujo y ecuación de continuidad.
Gasto.- Cuando un líquido fluye a través de una tubería, es muy común hablar de su gasto, que por definición es: larelación existente entre el volumen del líquido que fluye por un conducto y el tiempo que tarda en fluir.
G = V/t
G = Gasto en m3/seg.
V= Volumen del líquido que fluye en metros cúbicos (m3)
t = tiempo que tarda en fluir el líquido en segundos (seg).
El gasto también puede calcularse si se conoce la velocidad del líquido y el área de la sección transversal del la tubería.
Para conocer el volumende líquido que pasa del punto 1 al 2 de la tubería, basta multiplicar entre sí el área, la velocidad del líquido y el tiempo que tarda en pasar por los puntos:
V = A v t (1)
Y como
G = V/t (2)
Sustituyendo 1 en 2:
G = (A v t)/t
G = Av.
Donde:
G = gasto en m3/seg.
A = área de la sección transversal del tubo en metros cuadrados (m2).
v = velocidad del líquido en m/seg.
En el sistemaC.G.S. el gasto se mide en cm3/seg o bien, en unidades prácticas como litros/seg.
Flujo
Se define como la cantidad en masa del líquido que fluye a través de una tubería en un segundo.
F = m/t.
Donde:
F = flujo en kg/seg.
m = masa del líquido que fluye en kilogramos (kg).
t = tiempo que tarda en fluir en segundos (seg).
Como la densidad de un cuerpo es la relación entre su masa y volumentenemos:
ρ= m/V (1).
Por lo tanto
m = ρ V (2),
Por lo que el flujo será:
F = (ρ V)/t (3).
Y como
G = V/t (4)
Sustituyendo 4 en 3:
F = G ρ.
Donde F = flujo en kg/seg
G = Gasto en m3/seg.
ρ = densidad en kg/m3.


ECUACIÓN DE CONTINUIDAD
Para comprender el significado de esta ecuación veamos la figura siguiente:
Considere el siguiente tubo de flujo. De acuerdo a la conservaciónde la masa, se tiene:
r1v1 A1 =r2v2 A2






Si nos restringimos a fluidos incomprensibles, entonces r1 =r2 y se deduce que
v1 A1 = v2 A2
El producto (velocidad perpendicular a un área) x (área) es el flujo, F.
La tubería de la figura anterior reduce de manera considerable su sección transversal o área entre los puntos 1 y 2.
Sin embargo es constante la cantidad de líquido que...