Ensayo fluidos

Título: Flujo potencial en las obras hidráulicas
Autor: Juan Felipe Giraldo Rincón.
Asignatura: Mecánica de Fluidos.
Profesor: Francisco Jaime Mejía Garcés.
Institución: Escuela de Ingeniería de Antioquia.

Resumen
En la realización del presente ensayo se tiene como punto de referencia definir con cierta claridad el concepto de flujo potencial, para esto uso algunas bases teóricas deinterés. Para desarrollar una mejor visión de la realidad, la mecánica de fluidos en conjunto con la hidráulica, busca identificar modelos matemáticos que permitan una mejor aproximación al comportamiento de los fluidos, con la intención de establecer modelos que se puedan aplicar a los procesos de planeación, diseño, construcción y supervisión de obras hidráulicas. Pero encontrar modelos aproximados nosiempre es posible, por lo que se hace necesario bordear la realidad, para tratar de indicar las conexiones existentes entre lo teórico y lo práctico. Los conceptos teóricos que se han desarrollado hasta el momento en lo referente al flujo irrotacional o flujo potencial, se utilizan en la práctica en casos muy especiales, donde las condiciones del fluido deben estar de cierta manera controladas,es necesario garantizar por ejemplo que los esfuerzos viscosos no son importantes en la estructura en la que se analice el flujo.
Basados en los potenciales de velocidad y en las funciones de corriente, se puede hallar la solución a la ecuación que describe el movimiento para un flujo potencial, pero esa solución se da solamente para flujos no viscosos. Las líneas de potencial de velocidadconstante, reflejan el comportamiento del flujo, un potencial mayor a uno menor y la velocidad en magnitud se incrementa al acercarse las líneas de corriente unas a otras.

Flujo potencial en las obras hidráulicas
La idealización del flujo busca permitirnos un manejo de métodos aplicables más sencillos, pero para analizar el flujo como ideal, se deben despreciar los efectos viscosos y lacompresibilidad. El movimiento que asumirá el fluido sin considerar dichos efectos, es lo que se llama flujo ideal. Que es uno de los primeros temas de estudio en donde debería de hacer énfasis un estudiante de ingeniería que inicia su conocimiento en el área de la mecánica de fluidos, debido a que el flujo ideal es el movimiento más simple de un fluido. Sin embargo un flujo real no es tan sencillo. En larealidad el movimiento de un fluido es bastante complejo, porque los fluidos se ven afectados por parámetros externos, que condicionan la aplicación a la realidad de la teoría de flujo ideal. Lo que da paso a definir con claridad cuál es el alcance de la teoría de flujo ideal. En la práctica fluidos ideales no existen, pero algunos fluidos tienen comportamientos cercanos, en especial, cuando hayuna distancia razonable a los contornos sólidos, ya que si el fluido está en contacto al contorno sólido, el fluido tendrá la misma velocidad del sólido, que es cero, porque el sólido no se mueve, lo que ocasionará esfuerzos viscosos, y ya no sería un flujo ideal. (Escuela de Ingeniería de Antioquia, 2009)
El flujo potencial o irrotacional, es una de las condiciones que simplifica el análisis dela realidad, es decir, que es una característica de los fluidos ideales; para que encontremos su afectación en las obras hidráulicas, se deberá entender su significado primero, cuando hablamos de irrotacionalidad debemos entender a que nos referimos, se dice que un flujo es irrotacional si la velocidad angular promedio para cada partícula de fluido es cero, para el flujo irrotacional es posibleexpresar la velocidad vectorial, en términos de una función escalar φ, llamada potencial de velocidad. Quiere decir, que en cualquier punto de una región de flujo las componentes de velocidad pueden expresarse como las derivadas parciales de una función escalar φ (x,y,z,t). (Shames, 1995)
Si tenemos en cuenta la rotación de una partícula, también necesitaremos relacionarla con la vorticidad, la...