Cinematica y dinamica de fluidos

INTRODUCCIÓN

La rama que se encarga de observar todos los fenómenos de los fluidos se llama cinemática y dinámica de fluidos. Una mide cuando está en equilibrio un fluido y la otra en movimiento. La hidrostática es la que estudia los fluidos en estado de equilibrio.
Existen leyes, ecuaciones, modelos en los que se puede medir un fluido. A continuación se presenta una pequeña investigaciónsobre las diferentes características, leyes, conceptos básicos de lo que son los fluidos en movimiento.
Para la siguiente investigación se utilizaron libros de texto y en su mayoría páginas web para los diagramas.



OBJETIVOS

General:
* Dar a conocer los diferentes temas de la dinámica de fluidos.

Específicos:
* Definir que esta un caudal y sus diferentes ecuaciones.* Conocer los tipos de flujos y el principio de continuidad.
* Saber que es volumen de control.

CINEMÁTICA Y DINÁMICA DE FLUIDOS
1.1 Volumen de control:
En un tubo de flujo podemos considerar una determinada región que llamamos volumen de control para ser analizada separadamente. Por esta región fluye el fluido experimentando cambios debido a fuerzas y otras interaccionesfísicas. El volumen de control está limitado por una superficie de control. Cuando una masa de fluido pasa por el volumen de control acarrea sus propiedades físicas: su masa, su energía, su entropía, su momento angular, su momento lineal, su número de partículas, etc. Estas magnitudes pueden experimentar cambios al pasar por el volumen de control.Sea cualquiera de estas magnitudes físicas y sea lacantidad de esta cantidad por unidad de masa. Entonces se tiene: A=masaηdm=v.cηdmdVdV=vcηρdV

Volumen de control

1.2 Definición de flujo:

Es el movimiento o traslado de una cantidad de volumen de materia a través de un área a lo largo de una trayectoria. Caudal es sinónimo de flujo e indica el volumen o la cantidad de materia traslada durante unintervalo de tiempo determinado.

1.3 Medidas de velocidad de flujo:
La cantidad de fluido que pasa por un sistema por unidad de tiempo puede expresarse por medio de esta manera:

1.3.1 Caudal volumétrico (Q):
Es el volumen de fluido que circula en una sección por unidad de tiempo. Es el más importante de los tres caudales. Su ecuación está dada por:
Q=A*v
Donde A es el área de lasección y v es la velocidad promedio del flujo. Dimensionales de Q son m3/s o pies3/s.


1.3.2 Caudal másico Qm:

Es la masa del fluido que circula en una sección por un determinado tiempo. Se relaciona con el caudal volumétrico por medio de la siguiente ecuación:
d=m/v

Donde d es la densidad. Las unidades son kg/s o slug/s.

1.3.3 Caudal de peso Qw:

Es el pesodel fluido que circula en una sección por un espacio de tiempo. Este caudal se relaciona con el caudal volumétrico por medio de la ecuación:

Qw = w*t

Donde w el peso, v es el volumen y t el tiempo. Las unidades son N/s o lb/s.


1.4 Tipos de flujos:

1.4.1 Permanente:

Flujo en un canal abierto es permanente si la profundidad del flujo no cambia o puede suponerseconstante durante el intervalo de tiempo en consideración

1.4.2 No permanente:
Es cuando el nivel de flujo cambia de manera instantánea a medida que las ondas pasan y el elemento tiempo se vuelve de vital importancia para el diseño de estructuras de control. Para cualquier flujo, el caudal Q en una sección del canal se expresa por Q=VA. Donde V es la velocidad media y A es el área de lasección transversal de flujo perpendicular a la dirección de este, debido a que la velocidad media está definida como el caudal divido por el área de la sección transversal.

1.5 Flujo uniforme:

Este puede ser permanente o no permanente, según cambie o no la profundidad con respecto al tiempo. El flujo uniforme permanente es el tipo de flujo fundamental que se considera en la hidráulica...