Mecanica de fluidos

Mecánica de fluidos

Ecuaciones generales de la mecánica de fluidos
Las ecuaciones que rigen toda la mecánica de fluidos se obtienen por la aplicación de los principios de conservación de la mecánica y la termodinámica a un volumen fluido. Para generalizarlas usaremos el teorema del transporte de Reynolds y el teorema de la divergencia (o teorema de Gauss) para obtener las ecuaciones en unaforma más útil para la formulación euleriana.
Las tres ecuaciones fundamentales son: la ecuación de continuidad, la ecuación de la cantidad de movimiento, y la ecuación de la conservación de la energía. Estas ecuaciones pueden darse en su formulación integral o en su forma diferencial, dependiendo del problema. A este conjunto de ecuaciones dadas en su forma diferencial también se ledenomina ecuaciones de Navier-Stokes (las ecuaciones de Euler son un caso particular de la ecuaciones de Navier-Stokes para fluidos sin viscosidad).
No existe una solución general a dicho conjunto de ecuaciones debido a su complejidad, por lo que para cada problema concreto de la mecánica de fluidos se estudian estas ecuaciones buscando simplificaciones que faciliten la resolución del problema. En algunoscasos no es posible obtener una solución analítica, por lo que hemos de recurrir a soluciones numéricas generadas por ordenador. A esta rama de la mecánica de fluidos se la denomina mecánica de fluidos computacional. Las ecuaciones son las siguientes:
Ecuación de continuidad:
-Forma integral: 
-Forma diferencial: 
Ecuación de cantidad de movimiento:
-Forma integral: 
-Forma diferencial: Ecuación de la energía
-Forma integral: 
-Forma diferencial:
Hidrostática
La hidrostática: Es una rama de la mecánica de fluidos que estudia los líquidos en estado de reposo; es decir; sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posición de un cuerpo.
La presión (P) se relaciona con la fuerza (F) y el área o superficie (A) de la siguiente forma: P=F/A.
La ecuación básica de la hidrostáticaes la siguiente:
P = Po + ρgy
Siendo:
P: presión
Po: presión superficial
ρ: densidad del fluido
g: intensidad gravitatoria de la Tierra
y: altura neta
Características de los líquidos:
a) Viscosidad. Es una medida de la resistencia que opone un líquido a fluir.
b) Tensión superficial. Este fenómeno se presenta debido a la atracción entre moléculas de un líquido.
c) Cohesión. Es la fuerzaque mantiene unidas a las moléculas de una misma sustancia.
d) Adherencia. Es la fuerza de atracción que se manifiesta entre las moléculas de dos sustancias diferentes en contacto.
e) Capilaridad. Se presenta cuando existe contacto entre un líquido y una pared sólida, especialmente si son tubos muy delgados llamados capilares.
Principio de Pascal:
El principio de Pascal es una ley enunciadapor el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623–1662) que se resume en la frase: «el incremento de la presión aplicada a una superficie de un fluido incompresible (generalmente se trata de un líquido incompresible), contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo».
Es decir, que si se aplica presión a un líquido no comprimible enun recipiente cerrado, esta se transmite con igual intensidad en todas direcciones y sentidos. Este tipo de fenómeno se puede apreciar, por ejemplo, en la prensa hidráulica o en el gato hidráulico; ambos dispositivos se basan en este principio. La condición de que el recipiente sea indeformable es necesaria para que los cambios en la presión no actúen deformando las paredes del mismo en lugar detransmitirse a todos los puntos del líquido.
Principio de Arquímedes:
El principio de Arquímedes establece que cualquier cuerpo sólido que se encuentre sumergido total o parcialmente en un fluido será empujado en dirección ascendente por una fuerza igual al peso del volumen del líquido desplazado por el cuerpo sólido. El objeto no necesariamente ha de estar completamente sumergido en dicho...