Fluidos

Índice

Introducción……………………………………………………………… | 3 |
Distribución de velocidad……………………………………………… | 4 |
Flujo Laminar…………………………………………………………….. | 5 |
Balance de Cantidad de Movimiento………………………………… | 6 |
Flujo de Película Descendiente………………………………………. | 9 |
Flujo a través de un tubo circular……………………………………. | 13 |
Flujo a través de una sección de corona circular………………… | 18 |Conclusión………………………………………………………………. | 23 |
Bibliografía………………………………………………………………. | 24 |

Introducción

Las partículas fluidas son la masa elemental de fluido que en un instante determinado se encuentra en un punto del espacio. Dicha masa elemental ha de ser lo suficientemente grande como para contener un gran número de moléculas, y lo suficientemente pequeña como para poder considerar que en su interiorno hay variaciones de las propiedades macroscópicas del fluido, de modo que en cada partícula fluida podamos asignar un valor a estas propiedades.

Es importante tener en cuenta que la partícula fluida se mueve con la velocidad macroscópica del fluido, de modo que está siempre formada por las mismas moléculas. Así pues un determinado punto del espacio en distintos instantes de tiempo estaráocupado por distintas partículas fluidas.

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras, según diferentes criterios y según sus diferentes características. Uno de ellos es el flujo laminar que se caracteriza porque el movimiento de las partículas del fluido se produce siguiendo trayectorias bastante regulares, separadas y perfectamente definidas dando la impresión de que setratara de láminas. En situaciones que involucren combinaciones de baja viscosidad, alta velocidad o grandes caudales, el flujo laminar no es estable, lo que hace que se transforme en flujo turbulento.

Distribución de velocidad

Las partículas se desplazan siguiendo trayectorias paralelas, formando así en conjunto capas o láminas de ahí su nombre, el fluido se mueve sin que haya mezclasignificativa de partículas de fluido vecinas. Este flujo se rige por la ley que relaciona la tensión cortante con la velocidad de deformación angular
La viscosidad del fluido es la magnitud física predominante y su acción amortigua cualquier tendencia a ser turbulento.
El flujo puede depender del tiempo de forma significativa, como indica la salida de una sonda de velocidad que se observa en lafigura a), o puede ser estable como en b)

v(t)
t
(a) flujo inestable
v(t)
t
(b) flujo estable

La razón por la que un flujo puede ser laminar o turbulento tiene que ver con lo que pasa a partir de unapequeña alteración del flujo, una perturbación de los componentes de velocidad. Dicha alteración puede aumentar o disminuir. Cuando la perturbación en un flujo laminar aumenta, cuando el flujo es inestable, este puede cambiar a turbulento y si dicha perturbación disminuye el flujo continua laminar.

Existen tres parámetros físicos que describen las condiciones de flujo, estos son:
·        Escalade longitud del campo de flujo. Si es bastante grande, una perturbación del flujo podría aumentar y el flujo podría volverse turbulento.
·        Escala de velocidad. Si es bastante grande podría se turbulento el flujo.
·        Viscosidad cinemática. Si es pequeña el flujo puede ser turbulento.

Los parámetros se combinan en un parámetro llamado número de Reynolds

Re = VL/
V =Velocidad
L = Longitud
= Viscosidad cinemática

Un flujo puede ser también laminar y turbulento intermitentemente, esto puede ocurrir cuando Re se aproxima a un número de Re crítico, por ejemplo en un tubo el Re crítico es 2000, puesto que Re menores que este son todos para flujos laminares.

Flujo intermitente

Flujo Laminar

Es uno de los dos tipos principales de flujo en fluido. Se...