Dinamica De Fluidos Reales

Editorial de la Universidad Tecnológica Nacional
Guía de estudio

Dinámica de los fluidos reales 
Profesora: Ing. Viviana Nahid 

 
Departamento de Ingeniería Mecánica  Cátedra: Mecánica de los Fluidos        Facultad Regional Tucumán  Universidad Tecnológica Nacional – U.T.N. 

2011

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Departamento de Ingeniería Mecánica Cátedra:Mecánica de los Fluidos Profesora: Ing. Viviana Nahid Tema: “Dinámica de los fluidos reales” Introducción Al pasar de la vena líquida de fluido ideal a la de fluido real, con Q z 0 (viscosidad nula), se deben tener en cuenta dos factores: 1) La irregular distribución de la velocidad en una sección transversal considerada y 2) Las pérdidas de energía o pérdidas de presión. Ambos factores son consecuenciade la viscosidad del fluido. Si bien un fluido ideal, como ya se vio, puede presentar un perfil de velocidades no plano, dicho flujo no produce pérdida de energía. En cuanto al primer factor, el mismo se pone de manifiesto en lo que se denomina el coeficiente de corrección de la energía cinética o coeficiente de Coriolis. Sea una corriente líquida (Fig. N°1), con una sección transversal S endirección perpendicular al movimiento, formada por n filamentos de corriente aproximadamente paralelos entre sí, pero con velocidades variables de

Fig. N° 1: Escurrimiento de un fluido. Consideraciones para la determinación del Coeficiente de Coriolis

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En tal supuesto la altura piezométrica se mantiene constante, de modo que a una variación de la altura geodésica del filamentode corriente le corresponde una variación inversa de la altura de presión y viceversa. Es decir, en la sección transversal S las presiones varían según la ley hidrostática, por cuanto la variación de las velocidades de los filamentos de corriente origina aceleraciones y por lo tanto fuerzas en dirección perpendicular a la sección S, que no afectan al peso ni a las presiones hidrostáticas. Como lavelocidad de cada filamento de corriente puede variar, la altura cinética no es constante y en consecuencia, el plano de carga hidrodinámico varía y el valor H de Bernoulli varía de un filamento de corriente a otro. De modo que para encontrar la energía cinética total de la corriente líquida será necesario integrar las energías cinéticas de todos los filamentos de corriente. La energía cinéticadel líquido, transportada a través de toda la sección será: Ec =
1 .U. 2

V

³v

2

.dV =

1 .U. 2

V

³v

2

.dQ.dt

y en la unidad de tiempo: Ec =
1 .U. 2

V

³v

2

.dQ =

1 .U. 2

V

³ v .dS
3

Si la variación de la velocidad de los filamentos de corriente responde a una ley definida, es posible establecer una velocidad media U, constante en toda la seccióny en tal caso: E’c =
1 1 . U . U3. ³ dS = . U . U 3. S 2 2 S La relación entre estas energías cinéticas será:

1 3 .U . v 3 .dS ³ v .dS 2 ³ Ec S = = S 3 =D 1 E c' U .S 3 .U .U .S 2 siendo: D , el denominado coeficiente de Coriolis.

El mismo resulta ser la relación entre la energía cinética real de la corriente líquida y la energía cinética, que tendría ésta, si la velocidad de cadaPágina 3 de 33

filamento de corriente fuera constante , e igual a la velocidad media de la corriente. Siempre resulta D ! 1 y es fácil comprender que cuanto mayor sea la variación de la velocidad a través de la sección, tanto mayor es el valor de D. Por lo tanto:

D = 1, para un frente plano de velocidades, característico del
escurrimiento de un fluido ideal en régimen irrotacional.

D = 2,...