Flujo de Fluidos

El continuo
La materia consiste de moléculas en constante movimiento y colisión. Sin embargo, en la aproximación al continuo, se ignora la existencia de la estructura molecular y se considera una distribución continua de materia. Este punto de vista es válido si la longitud de la trayectoria libre promedio de la molécula es mucho más pequeña que la dimensión de longitud l menor considerada enel problema físico. En otras palabras, el número de Knudsen (definido como A/L) deberá ser mucho más pequeño que la unidad, para que la hipótesis del continuo sea v salida.
Fluido
Se define el fluido como una sustancia que sufre una deformación continua cuando se le aplica un esfuerzo cortante muy pequeño. En cambio, cuando se le aplica la acción de un esfuerzo cortante pequeño a un sólidoelástico no se deforma continuamente, sino que asume una configuración determinada fija. Esta distinción entre un sólido y un fluido es muy simplificada porque existen ciertos materiales que exhiben ambas características.
Líquidos y gases
Los fluidos se clasifican en líquidos y gases. Las fuerzas intermoleculares son mayores en los primeros, por lo que, al variar la presión o la temperatura los gasescambian fácilmente su volumen. La compresibilidad puede usarse para distinguir los líquidos de los gases; los gases son mucho más compresibles que los líquidos. Desde el punto de vista de la dinámica, no importa si el fluido es líquido o gas. Las leyes que se aplican son las mismas, pero en ocasiones, dependiendo del fluido que se trate, es posible despreciar algunos efectos y simplificar suestudio. Frecuentemente, líquidos tales como el agua pueden considerarse incompresibles.

CLASIFICACIÓN DE LOS FLUJOS DE FLUIDOS
Regiones viscosas de flujo en comparación con las no-viscosas
Cuando dos capas de fluido se mueven una en relación con la otra, se desarrolla una fuerza de fricción entre ellas y la capa más lenta trata de desacelerar a la más rápida. Esta resistencia interna al flujo secuantifica mediante la propiedad de viscosidad del fluido, la cual es una medida de la adherencia interna de éste. La viscosidad es causada por las fuerzas de cohesión entre las moléculas, en los líquidos, y por las colisiones moleculares en los gases. No existe fluido con viscosidad cero y, en consecuencia, en todos los flujos de fluidos intervienen los efectos viscosos en cierto grado.
Flujointerno en comparación con el externo
Un flujo de un fluido se clasifica como interno o externo, dependiendo de si a ese fluido se le obliga a fluir en un canal confinado o sobre una superficie. El flujo de un fluido no limitado sobre una superficie, como una placa, un alambre o un tubo, es flujo externo. El flujo en un tubo o ducto es flujo interno si el fluido queda por completo limitado por lassuperficies sólidas. Por ejemplo, el flujo de agua en un tubo es flujo interno y el flujo de aire sobre una pelota o sobre un tubo expuesto durante un día de viento constante es flujo externo (Fig. 1-16). El flujo de líquidos en un ducto se conoce como flujoen canal abierto si ese ducto sólo está lleno en forma parcial con el líquido y se tiene una superficie libre. Los flujos de agua en los ríosy zanjas de irrigación son ejemplos de estos flujos.
Los flujos internos están dominados por la influencia de la viscosidad en todo el campo de flujo. En los flujos externos, los efectos viscosos quedan limitados a la capa límite cercana a las superficies sólidas y a las regiones de la estela corriente abajo de los cuerpos.

Flujo externo sobre una pelota de tenis
y la región de la estelaturbulenta que
se encuentra detrás de ella.
Cortesía de la NASA y Cislunar Aerospace, Inc.
Flujo compresible en comparación con el incompresible
Un flujo se clasifica como compresible o incompresible, dependiendo del nivel de variación de la densidad del fluido durante ese flujo. La incompresibilidad es una aproximación y se dice que el flujo es incompresible si la densidad permanece...