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Mecánica de Fluidos (Maestría)
M.I. Juan José Muciño Porras

Mecánica de Fluidos (Maestría)
M.I. Juan José Muciño Porras

1. INTRODUCCIÓN
Objetivo general del curso: El alumno comprenderá la teoría de la mecánica de los fluidos, haciendo énfasis en la
interpretación del fenómeno físico por medio de símbolos matemáticos. Adquirir los antecedentes para leer la
literatura relacionada.Mostrar los aspectos de la Mecánica de Fluidos más importantes y desarrollar la habilidad para
resolver problemas.
Objetivo específico de este capítulo: El alumno comprenderá los principios físicos que gobiernan los fluidos, mediante el
uso de las ecuaciones fundamentales de la mecánica de fluidos utilizando las relaciones integrales para un volumen de
control y diferenciales para una partículafluida.

Importancia de la Mecánica de Fluidos
En los programas de maestría en ingeniería hidráulica se incluye la Mecánica de Fluidos, ya que sus
principios y métodos encuentran muchas aplicaciones tecnológicas en campos como:
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Transporte de fluidos
Generación de energía
Control ambiental
Transporte

El transporte de fluidos es el movimiento de un fluido de un lugar a otro,de tal manera que éste se pueda
emplear o procesar. Como ejemplo cabe citar los sistemas de suministro de agua en ciudades y casas, los
oleoductos, las tuberías de gas natural, productos químicos de uso agrícola y el transporte por tuberías en
plantas químicas.
Respecto a la generación de energía útil, sólo una pequeña parte de ella se genera sin que se requiera para
ello el movimiento dealgún fluido. Los dispositivos típicos de conversión de energía, como turbinas de
vapor, motores alternativos, turbinas de gas, centrales hidroeléctricas y molinos de viento, incluyen
muchos procesos de flujo complicados.
En el campo ambiental intervienen movimientos de fluidos. La mayoría de los sistemas de calefacción para
edificios emplean un fluido para transportar energía desde un proceso decombustión, u otra fuente de
calor, hacia los recintos calentados. En los sistemas de acondicionamiento de aire, el aire que circula se
enfría por medio del movimiento de un fluido refrigerante.
Todo el transporte se realiza dentro de un medio fluido (la atmósfera o un volumen de agua), el movimiento
relativo entre el fluido y el dispositivo de transporte genera una fuerza que se opone almovimiento
deseado.
La mecánica de fluidos ahora se enfocará al análisis diferencial, para el ingeniero civil con posgrado, este
análisis se debe dar a nivel micro, ya no a nivel macro como en la licenciatura.
El fluido es un estado de la naturaleza que no soporta o resiste esfuerzos cortantes sin moverse.

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M.I. Juan José Muciño Porras

Para la ingenieríacivil, los fluidos más comunes son aire y agua como ya se mencionó; pero los desarrollos
que se harán sirven para todo tipo de fluido, siempre y cuando se conozcan las condiciones particulares que
tiene. Éstas no pueden generalizarse ya que efectos como la temperatura, la altitud, etc., influyen de
manera distinta dependiendo del fluido que se trate. Todo requerirá mayor profundidad.
Elcomportamiento del fluido parece estar “fuera de lo común”. Véanse dos argumentos lógicos que el fluido
es capaz de “desafiar”.

Primer argumento

Sentido común:

A pequeñas causas pequeños efectos.
Ejemplo: El lanzamiento de una pelota de béisbol.

En la gráfica 1, comprobada experimentalmente: una
pequeña variación de la velocidad en el lanzamiento
(indicada a través del Número de Reynolds,que se
explicará posteriormente) produce una enorme
Esto
reducción de CD (coeficiente de arraste).
significa que por una pequeña variación de velocidad en
el lanzamiento la fuerza de arrastre se reduce mucho
y “llega” en mucho menos tiempo (tiene más fuerza).
Por eso los buscadores de grandes ligas están a la
Figura 1. Variación del coeficiente de arrastre (Cengel, 2006) caza de...