Hidrodinamica

HIDRODINAMICA
Los chicos suelen decir que esta es la parte más difícil de toda esta unidad. Creo que escierto. Ecuaciones feas, formulas difíciles de usar, cuentas largas, trucos, conceptos
anti-intuitivos y demás. Así que atento. Empiezo.
CAUDAL ( Q )
Para la física la palabra caudal ( Q ) significa la cantidad de líquido que pasa en un ciertotiempo. Concretamente, el caudal sería el volumen delíquido que circula dividido el tiempo.
El caudal se mide unidades de volumen dividido unidades de tiempo. Generalmente se usanm3/seg o litro/seg. A veces también se usa kg/seg. Estas no son las únicas unidades quese usan. Que no te extrañe si en un problema te aparece un caudal en cm3/seg, dm3/sego en litros/hora.
Nota: La unidad kilogramos/hora o kg/seg es lo que se llama " caudal másico ".Vendría aser la cantidad de masa que pasa en un cierto tiempo. A veces te pueden dar como dato elcaudal másico. (O te pueden pedir que lo calcules ). Sabiendo el caudal másico puedo sacaral caudal en m3 por segundo dividiendo la masa por la densidad del líquido .¿ Cómo se mide un caudal en la práctica ?
Rta: Muy simple. Mirá el dibujito. Si vos querés saber que cantidad de agua sale por lacanilla detu casa, ponés un balde abajo y te fijás cuanto tarda en llenarse.
Así se mideun caudal enla práctica.
Tomás el tiempo, te fijás cuantos litros cargó el balde y después hacés la cuenta volumendividido tiempo. Una canilla común tira entre 5 y 10 litros por minuto.
A veces podés tener situaciones más complicadas y no podés medir el caudal de estamanera. Entonces se usan otros métodos más raros.Por ejemplo, para saber que caudalbombea el corazón. ( El corazón bombea alrededor de 5 litros por minuto ).
El significado de la palabra caudal es parecido al que vos conocés de la vida diaria. Porejemplo, se habla de un río caudaloso. ( = un río que lleva mucha agua). Se habla de caudalde autos en una autopista, caudal de información o de un gran caudal de turistas que lleganal país

OTRA FORMULAPARA EL CAUDAL ( Q = VxS )
Fijate lo siguiente: El caudal es el volumen que circula dividido el tiempo que pasa.
Entonces mirando el dibujito puedo hacer esta deducción. El líquido al moverse dentro delcaño recorre una cierta distancia d. Entonces al volumen que circula lo puedo poner como
Volumen = Superficie del caño x distancia.
Vamos a un ejemplo:
UNA CANILLA LLENA UN BALDE DE AGUA DE 10LITROS EN 2 MINUTOS.
a ) – CALCULAR EL CAUDAL QUE SALE POR LA CANILLA.
b ) – SABIENDO QUE LA SECCION DE LA CANILA ES DE 1 cm2,
CALCULAR CON QUÉ VELOCIDAD ESTA SALIENDO EL AGUA.
a) Veamos. Tengo la canilla por la que sale el agua. Me dicen que salen 10 litros en 2minutos. Entonces el caudal va a ser :
b) Para calcular la velocidad con que sale el agua planteo que el caudal es la velocidad porlasección. La superficie de la canilla es1cm2 . Entonces
ECUACION DE CONTINUIDAD (IMPORTANTE )
Fijate esto: Imaginate un caño que tiene un diámetro de 10 cm. Supongamos que por elcaño están entrando 5 litros por minuto. Pregunta: ¿ qué cantidad de líquido está saliendopor la otra punta del caño ?
Rta: Esto no hay que pensarlo mucho. Es lo que te imaginás. Todo lo que entra , tiene quesalir. Si entran 5litros por minuto, tiene que estar saliendo 5 litros por minuto.
Dicho de otra manera, el caudal que entra es igual al caudal que sale. Si entran 5, salen 5.
Si entran 10, salen 10. Conclusión:
Como al caudal lo puedo poner como Velocidad x Superficie, la fórmula que me queda es :
En esta fórmula Ve es la velocidad del líquido a la entrada y Se es la sección (= superficie) del caño a la entrada.Lo mismo con VS y SS para la salida.
A esta fórmula ellos la llaman " ecuación de continuidad”. El nombre " continuidad” significa algo así como que el caudal siempre es continuo, no se interrumpe.
Algo importante. Fijate que pasa lo mismo si el tubo tiene un angostamiento o un ensanche.
Aunque el caño cambie su sección, siempre se cumple que todo lo que entra tiene salir.
Así que esta ecuación...