Dinamica De Fluidos

Dinámica de Fluidos

Profesor: Alumnos:
Joselyne Silveira

3BD Ing. Mecánica

San Tomé, Octubre de 2011

Dinámica de los fluidosEstudia todos los fluidos compuestos de moléculas que se encuentran en movimiento constante. Sin embargo, en la mayor parte de las aplicaciones de ingeniería, nos interesa más conocer el efecto global o promedio (es decir, macroscópico) de las numerosas moléculas que forman el fluido.
Fluido ideal
Decimos de que estamos frente de un fluido ideal, cuando consideramos que su comportamiento es deun régimen estable, irrotacional, incompresible y no viscoso.
Todo volumen v de un líquido se considera como un medio continuo formado, en reposo, por láminas superpuestas que pueden deslizarse las unas sobre las otras.
La experiencia muestra que si se desplaza una de las láminas, las capas adyacentes son arrastradas. Existe, entonces, fuerzas de rozamiento internas, denominados esfuerzostangenciales o cortantes, y el líquido se llama VISCOSO.
Se puede imaginar un líquido sin viscosidad donde las láminas líquidas, completamente independientes las unas de las otras, pueden deslizar sin rozamiento. Bien entendido, un fluido tal, llamado LÍQUIDO PERFECTO, no existe; pero en ciertos casos, su estudio teórico conduce a leyes que aplicadas a líquidos reales, permite explicar o predecir conuna buena aproximación los resultados experimentales.
Las propiedades térmicas más simples las posee el gas que esté tan enrarecido, que la interacción entre las moléculas prácticamente no desempeña ningún papel.
Este gas en el cual se puede despreciar la interacción de las moléculas, se denomina GAS PERFECTO O IDEAL. No obstante no hay que considerar que la interacción de las moléculas delgas perfecto no existe en absoluto. Al contrario, las moléculas chocan entre si y estas colisiones son esenciales en el establecimiento de determinadas propiedades térmicas del gas. Pero las colisiones son tan raras que la mayor parte del trayecto las moléculas lo recorren como si fueran partículas libres.

Ecuación de la continuidad

Consideremos una porción de fluido en color amarillo en lafigura, el instante inicial t y en el instante t+t.
En un intervalo de tiempo t la sección  S1 que limita a la porción de fluido en la tubería inferior se mueve hacia la derecha x1=v1t. La masa de fluido desplazada hacia la derecha es m1=·S1x1=S1v1t.
Análogamente, la sección S2 que limita a la porción de fluido considerada en la tubería superior se mueve hacia la derecha  x2=v2t. enel intervalo de tiempo t. La masa de fluido desplazada es m2= S2v2 t. Debido a que el flujo es estacionario la masa que atraviesa la sección S1 en el tiempo t, tiene que ser igual a la masa que atraviesa la sección S2 en el mismo intervalo de tiempo. Luego
v1S1=v2S2 |
Esta relación se denomina ecuación de continuidad.
En la figura, el radio del primer tramo de la tubería es el doble quela del segundo tramo, luego la velocidad del fluido en el segundo tramo es cuatro veces mayor que en el primero.
Ejemplo:
Cuando se abre poco a poco un grifo, se forma un pequeño chorro de agua, un hilo cuyo radio va disminuyendo con la distancia al grifo y que al final, se rompe formando gotas.
La ecuación de continuidad nos proporciona la forma de la superficie del chorrito de agua que cae delgrifo, tal como apreciamos en la figura.

La sección trasversal del chorro de agua cuando sale del grifo es S0, y la velocidad del agua es v0. Debido a la acción de la gravedad la velocidad v del agua se incrementa. A una distancia h del grifo la velocidad es

Aplicando la ecuación de continuidad

Despejamos el radio r del hilo de agua en función de la distancia h al grifo.

Ecuación de...