Fluidos

Cinemática
La cinemática de los fluidos se ocupa de la descripción
del movimiento de las partículas fluidas, sin preocuparse
por las fuerzas que causan ese movimiento ni por las
fuerzas que ese movimiento origina. Así que los asuntos
tratados se refieren a la posición de las partículas, a su
velocidad, al cambio de velocidad y a las variables
asociadas directamente con la descripción delmovimiento.

TIPOS DE FLUJO
o Flujo laminar. Es aquel flujo donde las partículas del
fluido se mueven a lo largo de trayectorias lisas en
capas o láminas paralelas (Fig3-1), deslizándose una
capa sobre otra adyacente.
o Fuljo ideal. Es el flujo cuya viscosidad es nula; o sea
que el fluido carece de rozamiento.
o Flujo adiabático. Es aquel flujo en el que dentro de
los límites de su contorno no entra, nisale calor.
o Flujo real. Es aquel en que para un pequeño esfuerzo cortante, la
partícula fluida ofrece una resistencia al movimiento, o sea que
hay manifestación de la viscosidad.

o Flujo turbulento. Es aquel en que las partículas del
fluido se mueven siguiendo trayectorias muy irregulares,
originando un intercambio de cantidad de movimiento de
una porción de el fluido a otra (Fig3-1). Es elcaso de
flujo mas frecuente en aplicaciones prácticas.
o Flujo transicional de laminar a turbulento. Es el
flujo comprendido entre el flujo laminar y turbulento,
realmente es el paso de flujo laminar
turbulento. (Fig3-1).

a flujo

o Flujo permanente o estacionario. Es aquel flujo en que las
propiedades del fluido y las condiciones de movimiento en cualquier
punto no cambian con el tiempo.(Fig3-2). Un flujo es permanente si
el campo de velocidades, de presión, la masa volumétrica y la
temperatura en cada punto, no dependen del tiempo. Las
componentes u, v, w son entonces únicamente función de x, y, y
o Flujo uniforme. Es aquel en que todas las secciones rectas
paralelas del conducto son idénticas y la velocidad media en cada
sección recta es la misma en un instante dado (Fig3-4). Por estodeberá cumplirse que:
o Flujo Unidimensional. Es aquel que desprecia las variaciones o
cambios de velocidad,
principal del flujo.

presión, etc., transversales a la dirección

o Flujo variable. Es aquel flujo en que las secciones rectas del
contorno son diferentes y la velocidad media varia en cada
sección recta (Fig3-4). Por esto deberá cumplirse que:
o Flujo Bidimensional. Este flujo supone quetodas las
partículas siguen trayectorias idénticas en planos paralelos;
por consiguiente, no hay cambios en el flujo normal a dichos
planos.
o Flujos de revolución. Son enteramente definidos por el
estudio de un semi-plano meridiano limitado en un eje “o”.
 

TRAYECTORIA
 

o Una trayectoria es aquélla que sigue una partícula de fluido con
identidad fija. Esta puede obtenerse experimentalmentetomando
una fotografía con un tiempo de exposición bastante grande,
suficiente para cada partícula pueda recorrer toda la porción de
trayectoria que está en el campo de la cámara fotográfica, y para
obtener mejores resultado se emplea solo una pequeña cantidad de
partículas. Es decir entonces que la trayectoria será el
desplazamiento que lleva una partícula del fluido.

Partícula

TUBOS DECORRIENTE
 

Un tubo de corriente esta constituido por una región parcial del
flujo fluido delimitada por una familia de líneas de corriente que
lo confinan, es suficientemente pequeña, la velocidad en el punto
medio de una sección cualquiera puede considerarse como la
velocidad media en dicha sección.

MÉTODOS DE ESTUDIO
Pueden utilizarse dos métodos diferentes que dependen de la acción de lasvariables
adoptados. Estos métodos son el de Lagrange y el Euler.

a) Variable de Lagrange : son las coordenadas x, y, z de
una partícula en el interior “t” con respecto a un sistema
de ejes cartesianos Ox, Oy, Oz. El movimiento de la
partícula es dos iniciales en el instante “to”.
Se denomina “trayectoria” al lugar geométrico de las
posiciones de la partícula en el transcurso del tiempo.

b) Variables...