Mecanica de fluidos

MECANICA DE FLUIDOS

INTRODUCCION

Desde los primeros intentos para llevar agua de un lugar a otro sin emplear recipientes, el hombre se interesó en la mecánica de los fluidos. Sin embargo, por siglos sus conocimientos los obtuvo basándose en observaciones, tediosos tanteos y empirismos, con soluciones muy restringidas.
En el curso del milenio comenzando por Arquímedes, la mecánica de losfluidos retrocedió en lugar de avanzar. Aunque los romanos desarrollaron grandes suministros de agua y sistemas de desagüe, los molinos de viento y ruedas de agua aparecían en la escena en los números crecientes, éstos representaron el arte en lugar de la ciencia. Paradójicamente, aunque Aristóteles enseñó que ese conocimiento debe progresar, sus enseñanzas vinieron ser cristalizadas, por asídecirlo, en el futuro y en el tiempo de Santo Tomas de Aquino (1225-74), ellos incluso se adoptaron como la verdad del evangelio por la iglesia. En el mismo periodo, por otro lado, investigadores en las universidades tempranas particularmente París, Oxford, y Cambridge gradualmente empezaron a establecer las relaciones mecánicas simples como entre la velocidad y aceleración.
Considerando que losgriegos tendieron a razonar sin el recurso de la observación, fue el genio italiano Leonardo da Vinci (1452-1519) quién primero dio énfasis al estudio directo de naturaleza en sus muchos aspectos.

FLUIDOS.

Consideraremos la materia en dos estados de agregación: sólido y fluido; además los fluidos incluyen a los líquidos y a los gases. La propiedad característica de los fluidos es sudeformación continua bajo solicitaciones externas. Las propiedades cualitativas más destacables de los fluidos son: movilidad entre las partículas que los constituyen (se adaptan a las formas de los recipientes que los contienen), miscibilidad por la rápida disgregación de partículas de las diferentes zonas del fluido, compresibilidad o variación de volumen bajo esfuerzos normales.
La movilidad y lamiscibilidad vienen determinadas como consecuencia de la propiedad más importante de un fluido: su deformabilidad continúa bajo esfuerzos tangenciales. Un sólido sometido a un esfuerzo1 tangencial adquiere una determinada deformación, que puede ser permanente si se supera un cierto valor de tensión umbral, pudiendo llegar a la rotura si se sobrepasa la tensión de rotura; en cambio un fluido sometido a unesfuerzo tangencial, se deforma continuamente, adquiriendo una velocidad de deformación que depende de la tensión aplicada y de las características del propio fluido (a través de su viscosidad).
La deformación continua del fluido, da lugar a su movimiento, que se denomina flujo. Los fluidos poco viscosos fluyen fácilmente y los fluidos muy viscosos tienen dificultad para fluir. A partir de estasconsideraciones podemos dar como definición de fluido: sustancia a la que la aplicación de una tensión tangencial le provoca su movimiento, al que se le denomina flujo.

La otra propiedad característica de un fluido es su comportamiento ante esfuerzos normales de compresión, ante los cuales el fluido se deforma, disminuyendo su volumen; en el caso de los gases, las disminuciones de volumen sonrelativamente grandes, son fácilmente compresibles; y en el caso de los líquidos, las disminuciones de volumen son relativamente pequeñas, son difícilmente compresibles. En general los líquidos se denominan fluidos incompresibles y los gases fluidos compresibles; no obstante, líquido sometidos a grandes cambios de presión2 pueden comprimirse, y gases sometidos a pequeños cambios de presión novarían prácticamente su volumen.
La mecánica de fluidos se ha dividido en diferentes ramas que cubren diferente aspectos de la ingeniería, la física, las matemáticas, etc. Están destinadas a solucionar problemas de la vida cotidiana así como para desarrollar nueva tecnología y descubrir nuevos campos de la ciencia.
Para Vernard J.K. las aplicaciones de la mecánica de fluidas se pueden en un...