Flujo De Fluidos

1. Propiedades de los fluidos

- Concepto de Fluido:

Se conoce como fluido a todo cuerpo que carece de elasticidad de forma. Es decir no tiene una forma propia y se puede adaptar al recipiente que lo contiene.
No presenta fuerzas internas tangenciales o éstas son muy pequeñas. Los movimientos relativos entre partículas fluidas no realizan trabajo.

- Turbulencia:
En términos de ladinámica de fluidos, turbulencia o flujo turbulento es un régimen de flujo caracterizado por baja difusión de momento, alta convección y cambios espacio-temporales rápidos de presión y velocidad. Los flujos no turbulentos son también llamados flujos laminares. Un flujo se puede caracterizar como laminar o turbulento observando el orden de magnitud del número de Reynolds.
Considere el flujo deagua sobre un cuerpo simple de configuración geométrica suave como una esfera. A baja velocidad el flujo es laminar, es decir que el flujo es suave (aunque pueda estar relacionado con vórtices de gran escala). A medida que la velocidad aumenta, en algún momento se pasa al régimen turbulento. En flujo turbulento, se asume que aparecen vórtices de diferentes escalas que interactúan entre sí. La fuerzade arrastre debido a fricción en la capa límite aumenta. La estructura y localización del punto de separación de la capa límite cambia, a veces resultando en una reducción de la fuerza de arrastre global.
- Viscosidad

La viscosidad es una propiedad distintiva de los fluidos. Esta ligada a la resistencia que opone un fluido a deformarse continuamente cuando se le somete a un esfuerzo decorte. Esta propiedad es utilizada para distinguir el comportamiento entre fluidos y sólidos. Además los fluidos pueden ser en general clasificados de acuerdo a la relación que exista entre el esfuerzo de corte aplicado y la velocidad de deformación.
Supóngase que se tiene un fluido entre dos placas paralelas separada a una distancia pequeña entre ellas, una de las cuales se mueve con respecto dela otra. Esto es lo que ocurre aproximadamente en un descanso lubricado. Para que la palca superior se mantenga en movimiento con respecto ala inferior, con una diferencia de velocidades V, es necesario aplicar una fuerza F, que por unidad se traduce en un esfuerzo de corte, ŋ = F / A, siendo A el área de la palca en contacto con el fluido. Se puede constatar además que el fluido en contacto conla placa inferior, que esta en reposo, se mantiene adherido a ella y por lo tanto no se mueve. Por otra parte, el fluido en contacto con la placa superior se mueve ala misma velocidad que ella. Si el espesor del fluido entre ambas placas es pequeño, se puede suponer que la variación de velocidades en su interior es lineal, de modo que se mantiene la proporción:
dv / dy = V/y
Tipos de viscosidad:absoluta y cinemática.
- Viscosidad Absoluta:
La experiencia diaria demuestra que los fluidos oponen una resistencia a ser deformados. Esta resistencia es diferente para cada fluido. Y como hemos dicho con anterioridad, la constante de proporcionalidad (μ), es la llamada viscosidad dinámica o viscosidad absoluta. Es una propiedad de cada fluido.
Al cociente (du/dy) se le denominagradiente de velocidad o velocidad de deformación angular.
Unidades S.I. N*s/m2 = Pa*s = kg/m*s
Unidades S.T. Poise = gr/cm*s.
Relaciones: 1 Pa*s = 10 Poise = 10 gr/cm*s.
Al ser una unidad bastante grande se suele utilizar el centipoise:
1 cp = 1/100 poise -> 1 Pa*s = 1000 cp
Así, un fluido será más viscoso cuando mayor sea su viscosidad, y un fluido no es viscoso (caso ideal) cuando la viscosidades cero.
En cualquier fluido, fuera de una capa de espesor “d”, la denominada capa límite, la variación de velocidad “dv” es prácticamente nula, y por tanto el valor del esfuerzo cortante es nulo, y el fluido se comporta como no viscoso.

- Viscosidad cinemática (ν); es la relación entre la viscosidad absoluta y la densidad.
[pic]
Unidades S.I. m2/s
Unidades S.T. Stoke, (1 Stoke = 1...