Aprendiendo

MECÁNICA DE FLUIDOS: PARTE II

Área de Mecánica de Fluidos. Universidad de Jaén.

Carlos Martínez Bazán

Immaculada Iglesias Estradé y Antonio Sánchez Pérez
Área de Mecánica de Fluidos. Universidad Carlos III de Madrid.

Septiembre 2005.

Índice
1 Movimiento unidireccional Ecuaciones, condiciones iniciales y de Canal bidimensional estacionario . . Corriente de Couette . . . . . .Corriente de Hagen-Poiseuille . Solución casi-estacionaria . . . Problema de Rayleigh . . . . . . . . Problema de Stokes . . . . . . . . . . 1 1 2 2 3 3 5 6 9 9 9 11 13 14 15 16 19 19 23 25 27 29 31 32 32 35 35 35 38 39 40 42

contorno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . .. . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . .

.. . . . . . . . . . . . . . . . .

2 Movimiento Casi-Unidireccional en Conductos Ecuaciones, condiciones iniciales y de contorno . . . . . . . . . . . . . . . Solución estacionaria de Poiseuille . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Movimiento casi-estacionario en conductos de sección lentamente variable Conductos de longitud finita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CasoUL D/ν < 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ∼ Caso UL D/ν ≫ 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Solución general del movimiento casi-unidireccional en conductos . . . . . 3 Teoría de la Lubricación Hidrodinámica El Efecto Cuña . . . . . . . . . . . . . . . . . Ecuación de la Lubricación de Reynolds . . . Cojinete cilíndrico . . . . . . . . . . . . .. . Cojinete cilíndrico muy largo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 Flujo Ideal Flujo Ideal en Conductos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tubo de Pitot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tubo de Venturi . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Teoría de Capa Límite Introducción . . . . . . . . . . . . . Características de la capa límite . . . Ecuaciones y condiciones de contorno Espesor de la capa límite . . . . . . Desprendimiento de la capa límite . Solución de Blasius . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

i

Ecuación integral de Von-Karman . Método de Karman-Pohlhausen . . Método de Thwaites . . . . . . . . Capa límite térmica . . .. . . . .

. . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

44 46 48 51 55 57 58 60 60 63

6 Flujo Turbulento en Conductos Ecuaciones de Reynolds, RANS . . . Caso plano . . . . . . . . . . . Pérdidas de carga en conductos . . . Pérdidas...