Tipos de fluidos

Índice

Clasificación de flujo de fluidos 3
Flujo continuo y discontinuo 3
Flujos viscosos e inviscidos (no viscosos) 3
Flujo laminar 4
Flujo turbulento 4
Clasificación de flujos en superficie libre 4
Flujos compresibles e incompresibles 6
Flujos Uni, bi y tridimensionales 7
Cavitación 8
Supercavitación 8
Golpe de ariete 10
Bibliografía y referencias 13

Clasificaciónde flujo de fluidos

Flujo continuo y discontinuo

Un fluido es una sustancia que se deforma continuamente al ser sometida a un esfuerzo cortante (esfuerzo tangencial) no importa cuan pequeño sea.
Todos los fluidos están compuestos de moléculas que se encuentran en movimiento constante. Sin embargo, en la mayor parte de las aplicaciones de ingeniería, nos interesa más conocer el efectoglobal o promedio (es decir, macroscópico) de las numerosas moléculas que forman el fluido. Son estos efectos macroscópicos los que realmente podemos percibir y medir. Por lo anterior, consideraremos que el fluido está idealmente compuesto de una sustancia infinitamente divisible (es decir, como un continuo) y no nos preocuparemos por el comportamiento de las moléculas individuales.
El concepto de uncontinuo es la base de la mecánica de fluidos clásica. La hipótesis de un continuo resulta válida para estudiar el comportamiento de los fluidos en condiciones normales. Sin embargo, dicha hipó tesis deja de ser válida cuando la trayectoria media libre de las moléculas (aproximadamente 6.3 x 10-5 mm o bien 2.5 x 10-6 pulgadas para aire en condiciones normales de presión y temperatura)]` resultadel mismo orden de magnitud que la longitud significativa más pequeña, característica del problema en cuestión.
Una de las consecuencias de la hipótesis del continuo es que cada una de las propiedades de un fluido se supone que tenga un valor definido en cada punto del espacio. De esta manera, propiedades como la densidad, temperatura, velocidad, etc., pueden considerarse como funciones continuasde la posición y del tiempo.
En un flujo discontinuo se necesita que el tiempo sea considerado como una variable independiente, además que que en un flujo discontinuo de considera la velocidad de el fluido variante, así como su temperatura y densidad, entre otras características como variables dependientes del tiempo.

Flujos viscosos e inviscidos (no viscosos)

En un flujo no viscoso sesupone que la viscosidad de fluido u, vale cero. Evidentemente, tales flujos no existen; sin embargo; se tienen numerosos problemas donde esta hipótesis puede simplificar el análisis y al mismo tiempo ofrecer resultados significativos. (Si bien, los análisis simplificados siempre son deseables, los resultados deben ser razonablemente exactos para que tengan algún valor.) Dentro de la subdivisión deflujo viscoso podemos considerar problemas de dos clases principales. Flujos llamados incompresibles, en los cuales las variaciones de densidad son pequeñas y relativamente poco importantes. Flujos conocidos como compresibles donde las variaciones de densidad juegan un papel dominante como es el caso de los gases a velocidades muy altas. Estudiaremos ambos casos dentro del área general de flujos noviscosos.

Por otra parte, todos los fluidos poseen viscosidad, por lo que los flujos viscosos resultan de la mayor importancia en el estudio de mecánica de fluidos.

Flujo laminar

En el flujo laminar las partículas del fluido se mueven a lo largo de trayectorias lisas en capas o láminas, deslizándose una capa sobre la otra adyacente. En este tipo de flujo se cumple la ley de Newton de laviscosidad, o su generalización al caso de movimiento tridimensional, que relaciona la tensión de cortadura con la velocidad angular de la deformación. En el flujo laminar la acción de la viscosidad frena la tendencia a la turbulencia. El flujo laminar no es estable cuando es pequeña la viscosidad, o grande la velocidad o el caudal y se rompe transformándose en turbulento.
Flujo turbulento...