Fluidos

FLUJO DE FLUIDOS REALES, PERMANENTES E INCOMPRENSIBLES EN CONDUCTOS A PRESION

En un fluido incompresible, la densidad puede ser considerada constante. Dentro de las facilidades se consideran diámetros pequeños

ECUACION DE LA ENERGIA PARA FLUIDOS REALES. Esta ecuación surge de la aplicación de las leyes de Newton y el teorema de la energía cinética sobre fluidos en movimiento. Se deducesuponiendo un flujo que conserva la energía, estacionario (líneas de flujo suaves con velocidad, densidad y presión constantes en el tiempo) y un líquido incompresible.

La ecuación de Bernoulli como una expresión de balance energético donde los términos con u2; siendo u la velocidad en cada punto, corresponden a la energía cinética del sistema y aquellos que dependen de z (la altura en cada punto)corresponden a la energía potencial del sistema. Para determinar la expresión que entrega la ecuación de Bernoulli, se considera un flujo no viscoso, permanente e incompresible de un fluido que circula por una tubería o un tubo de corriente.

Dicha ecuación esta planteada de la siguiente manera

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Esta es la Ecuación de Bernoulli para un flujo permanente, no viscoso, incompresible entredos puntos cualesquiera ubicados sobre una misma línea de corriente. Como los subíndices 1 y 2 se refieren a dos puntos cualesquiera en el tubo o conductor, puede escribirse que:
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Donde:
El término p corresponde a lo que se llama presión estática.
El término 1/2(v2 es lo se llama presión dinámica.
El termino (gh corresponde a la presión debida a la columna de líquido

Estaecuación se aplica a muchas situaciones en medicina, como son la medida de la presión arterial, la aplicación de presión de aire en los pulmones para respiración artificial, el drenado de líquidos humanos a través de sondas, etcétera.

En otros términos se podría decir que el teorema de Bernoulli es una forma de expresión de la aplicación de la ley de la conservación de la energía al flujo defluidos en una tubería. La energía total en un punto cualquiera por encima de un plano horizontal arbitrario fijado como referencia, es igual a la suma de la altura geométrica, la altura debida a la presión y la altura debida a la velocidad. Si las pérdidas por rozamiento se desprecian y no se aporta o se toma ninguna energía del sistema de tuberías (bombas o turbinas), la altura total permaneceráconstante para cualquier punto del fluido. Sin embargo, en la realidad existen pérdidas o incrementos de energía que deben incluirse en la ecuación de Bernoulli. Por lo tanto, el balance de energía puede escribirse para dos puntos del fluido.

O dicho de otra manera, recordando que la ley de conservación de la energía establece que la energía no puede ser creada ni destruida, solo se puedetransformar de un tipo en otro. Entonces cuando se analizan problemas de flujo en conductos, es necesario considerar tres formas de energía. Como lo son la energía de flujo (llamada también energía de presión o trabajo de flujo, que representa la cantidad de trabajo necesario para mover el elemento de fluido a través de un cierta sección en contra de la presión quedando Ef= (w*p)/Y; donde w es el pesodel fluido, p la presión y Y el peso especifico del fluido). Energía potencial (debido a su elevación, la energía potencial del elemento de fluido con respecto a algún nivel de referencia viene dada por Ep= w*z). y la energía cinética (debido a su velocidad esta energía viene dada por Ek= (w*v2)/(2.g).

Por lo tanto, la cantidad total de energía que posee el elemento de fluido será la suma de lastres energías, y de allí simplificando el peso w del elemento de fluido, se obtiene la ecuación de bernolli, y ya que esta se deriva del principio de conservación de la energía de la energía mecánica

Existen ciertas restricciones de la ecuación de Bernoulli como que : Es válida solamente para fluidos incompresibles, puesto que el peso específico del fluido se tomó como el mismo en las dos...