Conceptos generales de hidraulica

Área de Mecánica de Fluidos.

LOS FLUIDOS

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Área de Mecánica de Fluidos

Escuela Politécnica Superior Guillermo Schulz Curso de Complementos de Ingeniero Geólogo

HIDRÁULICA
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1. MECÁNICA DE FLUIDOS. ASPECTOS HISTÓRICOS. 2. CONCEPTO DE FLUIDO. 3. MODELO CONTINUO Y MODELO ESTADÍSTICO. 4. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS. 5.PROBLEMAS.

BIBLIOGRAFÍA.
Aparicio, F.; “Fundamentos de Hidrología de Superficie”, Limusa. Bird, R.D.; “Fenómenos de Transporte”, Reverté. Coutinho, A. “Manual de Ingeniería Hidráulica”, Univ. Pública de Navarra. Massey, B.S. ; “Mecánica de Fluidos”, C.E.C.S.A. Streeter, V.; Wylie, E.; Bedford, K.; “Fluid Mechanics”, McGraw-Hill. Shames, I.; “Mecánica de Fluidos”; McGraw-Hill. White F.; “Mecánica deFluidos”; McGraw-Hill. Vennard, J.K.; “Elementos de Mecánica de Fluidos”, C.E.C.S.A.

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1. MECÁNICA DE FLUIDOS. ASPECTOS HISTÓRICOS.
1.1. DEFINICIÓN. La Mecánica de Fluidos es la disciplina científica que se ocupa de la interacción de los fluidos con su entorno, así como de las aplicaciones de ingeniería que utilizan fluidos. La Mecánica deFluidos es fundamental en prácticamente todos los campos de la ingeniería: industrial, aeronáutica, naval, química, civil,..., así como en disciplinas científicas: oceanografía, meteorología, acústica,... Básicamente la Mecánica de Fluidos puede dividirse en: la estática de fluidos, que se ocupa de los fluidos en reposo, y la dinámica de fluidos, que trata de fluidos en movimiento. El término dehidrodinámica o hidráulica se aplica al flujo de líquidos. El término aerodinámica se ocupa del comportamiento de los gases. 1.2. EVOLUCIÓN HISTÓRICA. El interés por la Mecánica de Fluidos se remonta a las aplicaciones más antiguas de los fluidos en ingeniería. El matemático y filósofo griego ARQUÍMEDES realizó una de las primeras contribuciones con la invención del “tornillo sin fin” que se le atribuyetradicionalmente. Los romanos desarrollaron otras máquinas y mecanismos hidráulicos; no sólo empleaban el tornillo de Arquímedes para trasegar agua en agricultura y minería, sino que construyeron extensos sistemas de conducción de agua, los acueductos. Durante el siglo I a. C., el ingeniero y arquitecto VITRUBIO inventó la rueda hidráulica horizontal, que revolucionó la técnica de moler grano.Después de Arquímedes pasaron más de 1600 años antes de que se produjera el siguiente avance científico significativo, debido al gran genio italiano LEONARDO DA VINCI, que aportó la primera ecuación de la conservación de masa, o ecuación de continuidad y desarrolló múltiples sistemas y mecanismos hidráulicos y aerodinámicos. Posteriormente el matemático y físico italiano Evangelista TORRICELLI,inventó el barómetro en 1643, y formuló el teorema de Torricelli, que relaciona la velocidad de salida de un líquido a través de un orificio de un recipiente, con la altura del líquido situado por encima del agujero. La génesis de la actual mecánica de fluidos se debe al matemático y físico inglés Isaac NEWTON, con la publicación en 1687 de los Philosophie naturalis principia mathematica se inicia elcarácter científico de la disciplina, en donde se analiza por primera vez la dinámica de fluidos basándose en leyes de la naturaleza de carácter general. En 1755 el matemático suizo Leonhard EULER, dedujo las ecuaciones básicas para un fluido ideal. EULER fue el primero en reconocer que las leyes dinámicas para los fluidos sólo se pueden expresar de forma relativamente sencilla si se supone que elfluido e ideal, en donde se desprecian los efectos disipativos internos por transporte de cantidad de movimiento entre partículas, es decir, el fluido es no viscoso. Sin embargo, como esto no es así en el caso de los fluidos reales en movimiento, los resultados con las ecuaciones de Euler sólo pueden servir de estimación para flujos en los que los efectos de la viscosidad son pequeños. La...