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CINEMATICA Y DINAMICA DE FLUIDOS

CURSO: MECANICA DE FLUIDOS

CONCEPTOS BÁSICOS DE FLUJO DE FLUIDOS
CAUDAL (Q):
Es la medida de la velocidad de flujo de fluido en un conducto definido, ejemplo tuberías,
canales abiertos, rios, etc. Se clasifica en:
Caudal Volumétrico: velocidad de flujo de volumen (m 3/s, gal/min, lt/s, etc)
Caudal Másico: velocidad de flujo de masa (kg/s, slug/min, etc)
CaudalDe Peso: velocidad de flujo en peso o fuerza (N/s, lb/s, etc)
El caudal (volumétrico) de líquido que atraviesa la sección A en un tiempo Δt puede ser expresado
como el producto entre la velocidad (rapidez V) por la sección o área A que atraviesa.
La forma que toma el principio de conservación de la masa en un fluido en movimiento en régimen
permanente, unidimensional, incompresible, irrotacional yno viscoso , es decir, de un fluido ideal,
es la Ecuación de Continuidad.
ECUACION DE CONTINUIDAD
Como no puede haber paso de fluido a través del tubo de
corriente y además si no hay fuentes ni sumideros dentro
del tubo, el caudal volumétrico ( Q) a la entrada y
salida del tubo es el mismo, luego se tiene que:
A1*V1 = A2*V2
El producto A.V es constante

Esto significa que para un caudaldeterminado, la rapidez con que se desplaza el líquido es mayor
en las secciones más pequeñas. Sección y velocidad son inversamente proporcionales.
De acuerdo con la ecuación de continuidad para flujo incompresible
Qentrante = Qsaliente

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Por el dispositivo de la figura 3 circulaaceite (G.S.=0.8) en “1” la velocidad es
de 8m/seg, en “2” es de 6.5 m/seg y por la sección “3” sale un caudal másico de
200 kgm/seg. Determinar el diámetro de la sección “2”. ¿En cuántos minutos
llenará el caudal de la sección “2” un tanque de 75000 galones de capacidad?

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CURSO: MECANICA DE FLUIDOSECUACIÓN DE LA ENERGIA
El principio de Bernoulli, también denominado ecuación de Bernoulli, describe el
comportamiento de un fluido moviéndose a lo largo de un conducto o tuberia. Fue expuesto por
Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinámica (1738) y expresa que en un fluido perfecto (sin
viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee
el fluidopermanece constante a lo largo de su recorrido. La energía de un fluido en cualquier
momento consta de tres componentes:
1.- Potencial gravitacional: Es la energía debido a la altitud que un fluido posea.
2.- Cinética: Es la energía debida a la velocidad que posea el fluido.
3.- De Presion: Es la energía que un fluido contiene debido a la presión que posee.
La siguiente ecuación conocida como "Ecuación deBernoulli" consta de estos mismos términos.

Z

P





V2
 cons tan te
2g

donde:






V = velocidad del fluido en la sección considerada.
g = aceleración de la gravedad
Z= altura geométrica en la dirección de la gravedad
P = presión a lo largo de la línea de corriente
γ = peso especifico del fluidoEnergía potencial. Debido a su elevación, la energía potencial del
elemento con respectode algún nivel de referencia es:
PE = mgz = wz

En la que w es el peso del elemento.

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Energía cinética. Debido a su velocidad, la energía cinética del elemento es:
KE = mv2/2 = w*v2/2g

Energía de flujo. En ocasiones conocida como energía de presión o trabajo de flujo, éstarepresenta la
cantidad de trabajo necesario para mover el elemento de fluido a través de una cierta sección en contra de la
presión p. La energía de flujo se abrevia FE (Flow Energy) y se calcula a partir de la ecuación:
FE = wp/γ
Esta ecuación puede ser derivada de la manera siguiente. En la figura se muestra el elemento de fluido en el
conducto que se traslada a través de una sección. La...