Fluidos

Introducción:
En la formación de un profesional de la automatización, además de las matemáticas, instrumento imprescindible de trabajo y de la Física, han de intervenir las siguientes disciplinas fundamentales: Sistemas de control, instrumentación, electrónica, programación y mecánica de fluidos.
La mecánica de Fluidos es la parte de la mecánica que estudia las leyes del comportamiento de losfluidos en equilibrio, hidrostática y en movimiento, hidrodinámica.
Los fluidos desempeñan un interés excepcional en la técnica y en primer lugar el agua y el aire: sin el estudio del primero no se puede dar un paso en la oceanografía, ingeniería naval, canalizaciones hidráulicas, estructuras hidráulicas, aprovechamiento de la energía hidráulica, estaciones de bombeo, etc.; sin el estudio delsegundo es imposible la aeronáutica, meteorología, refrigeración y aire acondicionado, control y transmisión neumática, aire comprimido, etc. Otros fluidos importantes son los combustibles (motores térmicos), los lubricantes (rendimiento mecánica de las máquinas), los refrigerantes fluidos, etc.











Marco teórico
La mecánica de fluidos moderna nace con Prandtl, que en lasprimeras décadas del siglo actual elaboró la síntesis entre la hidráulica practica y la hidrodinámica teórica.
Cinco matemáticos geniales del siglo XVIII, Bernoulli, Claraiut, D’ Alembert, Lagrange y Euler habían elaborado con el naciente cálculo diferencial e integral una síntesis hidrodinámica perfecta; pero no habían obtenido grandes resultados prácticos. Por otra parte el técnico hidráulico fuedesarrollando multitud de fórmulas empíricas y experiencias en la resolución de los problemas que sus construcciones hidráulicas le presentaban, sin preocuparse de buscarles base teórica alguna, Excepcionalmente un científico, Reynolds, buscó y halló apoyo experimental a sus teorías, y un técnico, Froude, buscó base física a sus experimentos; pero Prandtl hizo la síntesis de las investigacionesteóricas de los unos y las experiencias de los otros.
Sin intentar hacer una historia de la Mecánica de Fluidos , como la escrita, por ejemplo, por Rouse, serpa interesante la lista que incluimos en la siguiente página, por orden cronológico (según fecha de muerte), de algunos hombres célebres con sus aportaiones más importantes a la hidráulica.











Fluido es aquella sustanciaque, debido a su poca cohesión intermolecular, carece de forma del recipiente que lo contiene.
Los fluidos se clasifican en líquidos y gases.
Los líquidos a una presión y temperatura determinadas ocupan un volumen determinado. Introducido el líquido en un recipiente adopta la forma del mismo, pero llenado solo el volumen que le corresponde. Si sobre el líquido reina una presión uniforme, porejemplo, la atmosférica, el líquido adopta, como veremos, una superficie libre plana, como la superficie de un lago o la de un cubo de agua.
Los gases a una presión y temperatura determinada tienen también un volumen determinado, pero puestos en libertad se expansionan hasta ocupar el volumen completo del recipiente que lo contiene, y no presentan superficie libre.
En resumen: los sólidos ofrecengran resistencia al cambio de forma y volumen; los líquidos ofrecen resistencia al cambio de volumen, pero no de forma; y los gases ofrecen poca resistencia al cambio de forma y de volumen.
Por tanto, el comportamiento de líquidos y gases es análogo en conductos cerrados (tuberías); pero no en conductos abiertos (canales), porque sólo los líquidos son capaces de crear una superficie libre.
Engeneral los sólidos y los líquidos son poco comprensibles y los gases muy compresibles; pero de ningún cuerpo (sólido, líquido o gaseoso) es estrictamente incomprensible.
Sin embargo, aunque el fluido incomprensible no existe en la realidad hay innumerables problemas que se resuelven aceptablemente en ingeniería, suponiendo que el fluido es incomprensible. Estos problemas se estudian en la mecánica...