Bases para calculo de fluidos

Apuntes de Mecánica de Fluidos
1. Introducción a los fluidos. La hipótesis del continuo. 5
1.1. Introducción5 1.2. Descripción de un fluido. Hipótesis del continuo 6 1.3 Propiedades de los fluidos. 7
1.3.1.  Densidad ρ7
1.3.2.  Peso específico γ. 8
1.3.3.  Volumen específico v 8
1.3.4.  Viscosidad 8
1.3.5.  Presión 8
1.3.6.  Compresibilidad 8
1.3.7.  Dilatación térmica 9
2.Estática de fluidos. 11
2.1. Ecuación general de la estática de fluidos. Principio de Pascal. 11
2.1.1. Expresión diferencial de la misma11
2.1.2. Caso particular: Fluido incompresible13
2.1.3. Principio de Pascal13
2.1.4. Paradoja de Pascal13
2.2. Tubos en U y manómetros. 14 2.2.1. Fluidos miscibles. 14
2.2.2. Fluidos no miscibles14
2.2.3. Manómetros.15
2.2.4. Manómetro diferencial.152.3 Variación de la presión con la altura en un gas perfecto en reposo. 16
2.3.1. Atmósfera isoterma17 2.3.2. Dependencia lineal.17 2.3.3. Atmósfera tipo. 17
2.4. Fuerzas hidrostáticas sobre superficies. 18 2.4.1. Fuerza sobre superficies planas. 18 2.4.2. Fuerza sobre superficies curvas. 21
2.5. Equilibrio de un cuerpo sumergido. 21 2.5.1. Flotación. Principio de Arquímedes. 21 2.5.2.Estabilidad de un cuerpo semi sumergido22
3. Dinámica de fluidos perfectos. 25
3.1. Movimiento de un fluido perfecto. 25 3.1.1. Aproximaciones clásicas al estudio de los fluidos. 25 3.1.2. Tipos de flujo. 26 3.1.3. Senda, línea de corriente y de traza. Tubo de flujo. 26 3.2. Ecuación de continuidad 28 3.2.1. Forma integral. 28 3.2.2. Forma diferencial. 29
3.3. Fuerza y aceleración en un elemento defluido 31
3.3.1.  Fuerza neta sobre un elemento de un tubo de flujo. Variación de la cantidad de movimiento. 31
3.3.2.  Ecuaciones de movimiento microscópicas. Aceleración. Ecuación de Euler.
32
3.3.3.  Aplicación a un fluido en reposo. 33
3.3.4.  Aplicación a un fluido en reposo en un sistema de referencia no inercial .
3.3.5.  Vorticidad . 36
3.4. Conservación de la energía.Ecuación de Bernoulli. 37
3.5. Aplicaciones de las ecuaciones anteriores. 40 3.5.1. Velocidad de salida por un orificio (teorema de Torricelli). 40 3.5.2. Tiempo de vaciado de un depósito. 41 3.5.3. Presión dinámica y presión estática. Tubo de Pitot. 41 3.5.4. Efecto Venturi. Venturímetro. 42
4. Dinámica de fluidos reales. Flujo de fluidos en tuberías. 45
4.1. Introducción. 45 4.1.1. Concepto deviscosidad. 45 4.1.2. Régimen laminar y régimen turbulento. . 46
4.2. Efecto de la viscosidad en los fluidos reales. 47 4.2.1. Fluidos newtonianos 47 4.2.2. De qué depende la viscosidad 48 4.2.3. La condición de no deslizamiento . 49 4.2.4. Fluidos no newtonianos. 50
4.3. Ecuaciones de movimiento de los fluidos reales. 51 4.3.1. Fluido perfecto o flujo no viscoso. 53 4.3.2. Fluido newtoniano. Lasecuaciones de Navier-Stokes. 53
4.4. Distribución de velocidades y tensiones cortantes. Fórmula de Poiseuille54 4.5. Número de Reynolds. Concepto de capa límite. 56 4.6. Pérdidas de carga. Generalidades. 57
4.6.1. Pérdidas de carga lineales. 57 4.6.2. Pérdidas de carga singulares 60 4.6.3. Variación de altura debida a una máquina. 62 4.6.4. Representación gráfica de la pérdida de carga. 63
4.7.Redes de tuberías. 64 4.8. Cavitación. 65
4.9. Golpe de ariete ocho que hidráulico 65
5. Mecánica de fluidos en medios permeables. 69
5.1. Fenómenos de superficie: tensión superficial y capilaridad. 69 5.1.1. Tensión superficial. 69 5.1.2. Ángulo de contacto. 73 5.1.3. Capilaridad. 74
5.2. Fluidos en medios permeables. 76 5.2.1. Velocidad de descarga y velocidad microscópica promedio 785.2.2. La ley de Darcy en una dimensión. 79 5.2.3. Potencial hidráulico y sus componentes. El campo hidráulico.83 5.2.4. La ley de Darcy entres dimensiones. 84 5.2.5. Flujo a través de terrenos saturados homogéneos e isótropos.85 5.2.6. La ecuación de Laplace y su resolución. 85 5.2.7. Flujo permeable a través de medios anisótropos 87 5.2.8. La red de flujo90 5.2.9. Ejemplos de redes de flujo en...