MEC2 Hidrodin Mica

Hidrodinámica

Viscosidad
La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales. Un
fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal. En realidad todos los fluidos
conocidos tienen viscosidad. La viscosidad sólo se manifiesta en líquidos en
movimiento. El pequeño rozamiento interno existente entre capas adyacentes es la
viscosidad. Es su pequeña magnitud la que leconfiere al fluido sus peculiares
características.
Si la viscosidad fuera muy grande, el rozamiento entre capas adyacentes lo sería
también, lo que significa que éstas no podrían moverse unas respecto de otras o lo
harían muy poco, es decir, estaríamos ante un sólido.
A causa de la viscosidad, es necesario ejercer una fuerza para obligar a una capa
de fluido a deslizar sobre otra.
En la figura, serepresenta un fluido comprendido entre una lámina, inferior, de
area A, fija y una lámina, superior, que se mueve con velocida v de igual area y a
una distandia d de la anterior por acción de una fuerza F
El coeficiente de viscosidad
se representa por la letra
griega eta y se mide en

kg m-1 s-1

Hidrodinámica
La hidrodinámica estudia el movimeinto de los líquidos.
Estudiaremos el movimientoestacionario. La velocidad en cada punto es un
valor constante.
Regimen laminar: la velocidad en cada punto permanece constante. y las líneas
de corriente no se entrelazan unas con otras. Esto se da cuando la velocidad es
pequeña y la conducción no presenta bruscos estrechamientos o rápidos
cambios de dirección. Cuando no es laminar decimos que el régimen es
turbulento.

El número de Reynolds es unnúmero
adimensional que resulta de multiplicar
el diámetro del tubo por la densidad del
líquido por la velocidad y partido por la
viscosidad.
Si Re < 3000 Regimen laminar
Si Re > 4500 Régimen turbulento

Caudal y velocidad característica
El caudal o gasto de una conducción es el volumen de líquido que atraviesa
una sección en la unidad de tiempo.

Q = V/t = A e /t = A v

Se mide en m 3/s

El caudal esel producto de la sección por la velocidad media del líquido.
Debido a la viscosidad y al rozamiento con las superficies internas de la
conducción la velocidad en los distintos puntos de una sección es variable,
presenta una dsistribución del siguirente tipo:

Ecuación de continuidad
Una característica de los líquidos es su imcompresibilidad.
Si consideramos una conducción de líquido en régimenestacionario la cantidad
de líquido que atraviesa una sección 1 en un tiempo t tiene que ser la misma
que atraviesa una sección 2 en el mismno tiempo.

El caudal es el mismo en toda la conducción
Q 1 = Q2

A 1v 1 = A 2 v 2
La velocidad y la sección son
inversamente proporcionales

Principio de Bernoulli
Viene a ser una aplicación de la conservación de la energía en la
hidrodinámica.
Veamos loscambios energéticos que ocurren en la porción de fluido
señalada en color amarillo. En la figura, se señala la situación inicial y se
compara la situación final después de un tiempo t. Durante dicho intervalo
de tiempo, la sección S2 se ha desplazado un espacio e

2

=v2t y la sección

S1 del elemento de fluido se ha desplazado e1=v1t hacia la derecha.

Principio de Bernoulli
El trabajo realizado porlas fuerzas de presión tiene que ser igual a la suma de
las variaciónes de energía cinética y energía potencial.
W1 -W2 = (Ec2-Ec1) + (Ep2-Ep1)

S1v1 = S2v2
W 1 = F 1 e 1= P 1S 1 e 1= P 1V

P1V -P2V = 1/2 d V (v22 -v12) + d V g (h2-h1)
P 1 / d g + v 12 / 2 g + h 1 = P 2 / d g + v 22 / 2 g + h 2

P/d g + V2 / 2g + h = Cte
La suma de las alturas
piezométrica, cinética y
de posición es un valorconstante.

Teorema de Torricelli
¿Con qué velocidad sale un lÍquido por un orificio en un depósito?
Aplicamos el teorema de Bernoulli a un punto 1 de la superficie del depósito y a
un punto 2 de la superficie del orificio de salida. En el punto 1 la velocidad es
prácticamente cero. En los dos puntos la presión es la misma (la atmosférica) y
llamando v a la velocidad en el puto 2 nos queda:

P 1 /...