Hidrodinamica

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Hidrodinámica

CURSO:
- 3° MEDIO A

Introducción:
En el siguiente trabajo se dará a conocer todo lo aprendido sobre la Hidrodinámica, ya sea, una pequeña descripción de que es la Hidrodinámica, además de describir, analizar y ejemplificar los tipos de fluidos, caudal y conservación de la materia.

Desarrollo:
Hidrodinámica:
La hidrodinámica estudia la dinámica de fluidos incompresibles.Etimológicamente, la hidrodinámica es la dinámica del agua, puesto que el prefijo griego "hidro-" significa "agua". Aun así, también incluye el estudio de la dinámica de otros líquidos. Para ello se consideran entre otras cosas la velocidad, presión, flujo y gasto del fluido.
Para el estudio de la hidrodinámica normalmente se consideran tres aproximaciones importantes:
* Que el fluido es unlíquido incompresible, es decir, que su densidad no varía con el cambio de presión, a diferencia de lo que ocurre con los gases.
* Se considera despreciable la pérdida de energía por la viscosidad, ya que se supone que un líquido es óptimo para fluir y esta pérdida es mucho menor comparándola con la inercia de su movimiento.
* Se supone que el flujo de los líquidos es en régimen estable oestacionario, es decir, que la velocidad del líquido en un punto es independiente del tiempo.
La hidrodinámica tiene numerosas aplicaciones industriales, como diseño de canales, construcción de puertos y presas, fabricación de barcos, turbinas, etc.
Daniel Bernoulli fue uno de los primeros matemáticos que realizó estudios de hidrodinámica.

Tipos de fluidos:
* Flujo laminar: Ocurre cuandolas moléculas de un fluido en movimiento siguen trayectorias paralelas.
* Flujo turbulento: Ocurre cuando las moléculas de un fluido en movimiento siguen trayectorias erráticas

* Flujo compresible: si su densidad varía con la posición al interior del fluido.
* Flujo estacionario: si la velocidad en cada punto del espacio permanece constante. Lo que no implica necesariamente que seala misma en todos los puntos

* Flujo viscoso: aquel cuya viscosidad es apreciable.

* Flujo rotacional: aquel que presenta vórtices.


Fluido ideal:
* No viscoso
* En estado estacionario
* Incompresible
* Irrotacional

Lineas de corriente:
La trayectoria tomada por una partícula de fluido bajo flujo estable se conoce como línea de corriente. La velocidad dela partícula es tangente a la línea de corriente.

Dos líneas de corriente nunca se cruzan entre si, cuando ocurre produciría un flujo inestable y turbulento.

Ecuación de continuidad
Consideremos un fluido ideal que fluye por un tubo uniforme.

La cantidad de fluido que por unidad de tiempo entra por A1, es igual a la cantidad de fluido que por unidad de tiempo sale por A2.
Este es elprincipio de conservación de la masa.

Para un fluido incompresible:
A1 · v1 = A2 · v2 A1
A2
Q salida
Q entrada

Donde A y v son las áreas y rapideces respectivas.

Caudal volumétrico (Q):

Es la cantidad de fluido que atraviesa una sección de área , en un determinado tiempo (t). Se puede expresar en función del volumen (V)
Q = V
t
Si v es la rapidez con que el líquidoatraviesa la sección de área (A), el caudal será:
Q = A · v
Sus unidades
* SI: m³/s
* CGS: cm³/s
Ecuación de Bernoulli
Es una ecuación fundamental de la mecánica de los fluidos ideales y constituye una expresión del principio de conservación de la energía. Se considera que en el flujo existen tres tipos de energía: la energía cinética debida al movimiento, la energía potencial debida ala presión y la energía potencial gravitatoria debida a la elevación.

P = presión del fluido.
r = densidad del fluido.
V = rapidez del fluido.
g = aceleración de gravedad.
h = altura del fluido en el punto en estudio.
Aplicaciones de Bernoulli
Este principio explica el vuelo de los aviones, ya que la forma y la orientación de las alas permiten que el aire pase con mayor velocidad por...
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