fluidos

Mecánica
de
Fluidos
y
Máquinas
Hidráulicas

Tema
04.
Dinámica
de
Fluidos


Severiano
F.
Pérez
Remesal

Carlos
Renedo
Estébanez

DPTO.
DE
INGENIERÍA
ELÉCTRICA
Y
ENERGÉTICA

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3.0


MF. T4.- Dinámica de Fluidos

Objetivos:
En este tema se analizan las energías relacionadas con el movimiento de los
fluidos, presentando la Ecuación deBernoulli y el efecto Venturi. Estos
conceptos se aplican a la resolución de sifones, y a la salida de líquidos de un
depósito
El tema se completa con una práctica de laboratorio en la que se estudiará el
efecto venturi, y su aplicación a la medida de un caudal

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T4.- DINAMICA DE FLUIDOS
1.- Flujo de Fluidos
2.- Conductos y canales
3.- Energía de un flujo. Ec de Bernoulli
4.- Medidor de caudal tipoVenturi
5.- Tubos de Pitot y Prandtl
6.- Sifón
7.- Teorema de Torricelli

1.- Flujo de Fluidos (I)
•  Flujo uniforme, si en cualquier sección transversal a la corriente la
velocidad en ptos homólogos es igual en magnitud y dirección., Ej: Flujo de
un fluido en un tubo de diámetro constante. Uniforme:AB y CD; No Uniforme:
BC
• Flujo no uniforme en caso contrario. Cono divergente a la salida de unabomba
•  Flujo permanente, variación nula en el tiempo de presión y velocidad en un
pto por donde circula un fluido (puede variar de un pto a otro). Ej:corriente en
canal de hormigon de pendiente cte.
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• Flujo variable,lo contrario. Ej: vaciado de depósito por un orificio de fondo

T4.- DINAMICA DE FLUIDOS
1.- Flujo de Fluidos
2.- Conductos y canales
3.- Energía de un flujo. Ec de Bernoulli
4.-Medidor de caudal tipo Venturi
5.- Tubos de Pitot y Prandtl
6.- Sifón
7.- Teorema de Torricelli

1.- Flujo de Fluidos (I)

•  Flujo laminar, el fluido se mueve en
capas paralelas o cilíndricas. Ej.:glicerina en
tubo circular
•  Flujo turbulento en caso contrario;

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T4.- DINAMICA DE FLUIDOS
1.- Flujo de Fluidos (II)
Trayectoria: Camino que recorre una partícula
Líneas de Corriente (imaginarias)curva tangente
a los vectores velocidad en cada pto
Tubo de corriente tubo imaginario o real cuya pared es una línea de
corriente

Caudal volumétrico, Q [m3/s]: volumen de fluido que atraviesa una sección por
unidad de tiempo
V velocidad media normal a la sección

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T4.- DINAMICA DE FLUIDOS
1.- Flujo de Fluidos (III)
Masa de un flujo, caudal másico, M [kg/s]

Ec de la continuidad de un flujoTubo de corriente de densidad cte, en régimen permanente

Si el fluido es incompresible (V cte), y γ1 = γ2
Ecuación de continuidad
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T4.- DINAMICA DE FLUIDOS
1.- Flujo de Fluidos (IV)
Fuerzas que actúan sobre un fluido
1.  La fuerza de la gravedad (externa)
2.  La fuerza debida a la diferencia de presiones (interna)
3.  La fuerza de la viscosidad (nula en fluido ideal) (interna)
4.  La fuerza de laelasticidad (nula en fluido incompresible) (interna)
5.  La tensión superficial (despreciable) (interna)

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T4.- DINAMICA DE FLUIDOS
1.- Flujo de Fluidos (V)
ECUACIONES DE EULER (I)
Fluido perfecto (las presiones que se ejercen sobre las caras de este
paralelepípedo, son normales a las mismas ) en movimiento, y un pequeño
paralelepípedo de flujo, fijo, de lados infinitamente pequeños, y devolumen,
dx dy dz. La resultante F de las fuerzas exteriores que actúan sobre este
volumen tiene de componentes, X ,Y , Z por unidad de masa. Aplicando la
segunda ley de Newton al paralelepípedo:

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T4.- DINAMICA DE FLUIDOS
1.- Flujo de Fluidos (V)
ECUACIONES DE EULER (II)
Resolviendo la primera de las tres ecuaciones:

Haciendo lo mismo con las demás componentes nos quedan el siguiente
sistema deecuaciones:

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T4.- DINAMICA DE FLUIDOS
1.- Flujo de Fluidos (V)
ECUACIONES DE EULER (III)
Como u = f ( x, y, z, t ), y ser: x = x(t), y = y(t), z = z(t), su derivada respecto
de t es:

Si sustituimos en el sistema de ecuaciones tenemos las ecuaciones de EULER

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T4.- DINAMICA DE FLUIDOS
1.- Flujo de Fluidos (V)
ECUACIONES DE NAVIER-STOKES (I)
Si a las ecuaciones de Euler se añaden las que...