Fluido

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS
FACULTAD DE INGENIERIA
MECANICA DE FLUIDOS
FLUIDOS EN MOVIMIENTO
Integrantes:
Guatemala, 04 e Mayo de 2,001.
INTRODUCCION
Dentro del programa que abarca el presente trabajo se elaboró una investigación sobre los Fluidos en
Movimiento, parte del contenido toma en cuenta lo relacionado al movimiento tanto en conductos cerrados
como en conductos abiertos, para cada tema enespecífico se detallan las variaciones de flujo, así como las
pérdidas ocurridas según sea el caso.
Dentro del complemento de la investigación se retoman una serie de formulaciones matemáticas así como
material obtenido a través de la bibliografía consultada que forma parte del anexo a presentar.
El Objetivo central es tener un amplio conocimiento del comportamiento de un fluido cuando éste semueve a
través de algún sistema.

También involucra formar una base teórica que nos permita entender todas aquellas aplicaciones que pueda
conllevar un estudio sobre fluidos.
OBJETIVOS
• Poder conocer e identificar los tipos de flujos, sus características y propiedades para análisis y
aplicaciones dentro de nuestro campo.
• Determinar el comportamiento de un fluido líquido o gaseoso dentro de unsistema cerrado y las
diversas herramientas o métodos para el calculo del gasto interno o flujo.
• Analizar las diferencias que se dan entre los fluidos que se mueven en conductos cerrados y en
conductos abiertos.
• Conocer los distintos métodos que existen para adicionar y obtener Energía en los flujos, su
aprovechamiento y beneficio.
I. TIPOS Y CARACTERISTICAS DE LOS FLUJOS
TIPOS Y CARACTERISTICASDE LOS FLUJOS
El flujo puede clasificarse de muchas formas:
1.1 FLUJO LAMINAR
1

Las partículas fluidas se mueven a lo largo de trayectorias suaves en láminas, o capas, con una capa
deslizándose suavemente sobre otra adyacente. El flujo laminar no es estable en situaciones que involucran
combinaciones de baja viscosidad, alta velocidad o grandes caudales, y se rompe en flujo turbulento.
Para estetipo de flujo es la viscosidad del fluido la que se opone al movimiento al generar esfuerzos cortantes
viscosos según la ley de Newton

,
Para una longitud L y una distancia r implica que:

FIGURA 4.2 Distribución de velocidades en flujo laminar.

El área sobre la cual actúan las presiones es p r2, por lo tanto:

2

Ecuación con la cual se obtiene la velocidad del fluido en cualquier distancia rmedida desde el eje y su
variación es parabólica, por lo cual la velocidad máxima estará donde esta cambie de pendiente, o sea:
dV/dr = 0 Þ V = Vmáx

El caudal circulante para el área considerada será dQ = V dA

de donde

Ecuación de Hagen−Poiseuille

Esta expresión dada en términos de la ecuación de Darcy−Weisbach es:

La velocidad media (
) de la conducción
= Q/A será:

3

Y la relación develocidades

1.1.1 DIAGRAMA DE VELOCIDADES Y ESFUERZOS DE FLUJO LAMINAR

FIGURA 4.3 Distribución de esfuerzos y velocidades en flujo laminar.
Para flujo laminar en tuberías se concluye:
• No hay velocidad adyacente al límite sólido.
• El esfuerzo de corte se da por la ecuación de Newton sobre viscosidad.
• El factor de fricción es inversamente proporcional a la primera potencia del número deReynolds.
• La relación entre velocidades máxima y media es dos.
1.2 FLUJO TURBULENTO
Las partículas de fluído se mueven en trayectorias arremolinadas muy irregulares, causando intercambios de
momentum desde una porción de fluído a otra.
En una situación en la cual el flujo pudiera se ya sea turbulento o laminar, la turbulencia produce unos
esfuerzos cortantes mayores a través del fluido y causa mayoresirreversibilidades y pérdidas.
En flujo turbulento las pérdidas varían con una potencia que oscila entre 1.7 y 2 de la velocidad; en flujo
laminar éstas varían con la primera potencia de la velocidad.
En flujo turbulento debido al movimiento errático de las participas del fluido, siempre existen pequeñas
fluctuaciones en cualquier punto.
1.2.1 Velocidad de fricción: V*
En el flujo turbulento las...