Hidráulica de Tuberías y canales

Unidad 1: flujo en tuberías
Conceptos básicos
Cuando se habla de un flujo de fluido en ocasiones nos referimos al flujo de un fluido ideal en donde se supone que no tiene viscosidad. Estasituación idealizada no existe pero es útil para resolver una serie de problemas de ingeniería.
Cuando nos referimos a un fluido real los efectos de viscosidad se introducen al problema. Esto da lugar aldesarrollo de esfuerzos cortantes entre las partículas del fluido cuando se están moviendo a velocidades distintas.
En un fluido ideal fluyendo dentro de un conducto recto las partículas se mueven demanera paralela a igual velocidad en el flujo de un fluido real, la velocidad de las partículas adyacentes a la pared tendrá un valor 0 y se incrementará dentro de una distancia corta y producirá unperfil de velocidades tipo paralelo.


Flujo ideal

Flujo real

Flujo laminar y flujo turbulento
El flujo laminar o de líneas de corriente es en el que el fluido parece moverse debido aldeslizamiento de láminas de espesor muy delgado; las partículas se mueven sobre trayectorias o líneas de corriente definidas y observables.
El segundo tipo de flujo denominado turbulento representa elmovimiento irregular de las partículas del fluido en un intervalo de tiempo. Se caracteriza porque sus partículas no tienen una frecuencia definida en sus irregularidades y no se produce una configuraciónobservable.


Flujo laminar
Flujo turbulento


Análisis de flujo laminar y turbulento
La velocidad no es el único factor que determina si un flujo es laminar o turbulento. El criterio es elnúmero de Reynolds (Re). Para una tubería circular se tiene:

De donde:

Velocidad media del fluido


Diámetro de la tubería


Viscosidad cinemática

También podemos manejar la viscosidaddinámica, con la cual podemos obtener la viscosidad cinemática:

De donde:

Viscosidad cinemática


Viscosidad dinámica


Densidad

Para el flujo en tuberías tenemos que:

Flujo laminar...