microorganismos

HIDRODINAMICA.
Es la parte de la hidraulica que estudia el comportamiento de los liquidos en movimiento.Para ello considera entre otras cosas la velocidad, la presion, el flujo y el gasto del liquido.En el estudio de la hidrodinamica, el teorema de Bernoulli, que trata de la ley de la conservacion de la energia, es de primordial importancia, pues señala que la suma de las energias sinetica,potencial y de presion de un liquido en movimiento en un punto determinado es igual a la de otro punto cualquiera.
Gasto másico
Gasto másico o Flujo másico es en física la magnitud que expresa la variación de la masa en el tiempo. Matemáticamente es la diferencial de la masa con respecto al tiempo. Se trata de algo frecuente en sistemas termodinámicos, pues muchos de ellos (tuberías, toberas,turbinas, compresores, difusores...) actúan sobre un fluido que lo atraviesa. Su unidad es el kg/s
Se puede expresar el flujo másico como la densidad (, que puede estar en función de la posición, ) por un diferencial de volumen
=
donde Q se refiere al gasto hidráulico.
Este volumen a su vez se puede expresar como el producto de una superficie S (el ancho de la tubería entrante, normalmente),que también puede depender de la posición por un diferencial de longitud (la porción de dicha tubería cuyo contenido entra en el sistema por unidad de tiempo).

Normalmente se supone flujo unidimensional, es decir, con unas densidades y secciones constantes e independientes de la posición lo que permite reducirlo a la siguiente fórmula

Donde:
= Gasto másico
= Densidad del fluido
= Velocidaddel fluido
= Área del tubo corriente
o, integrando

En el caso de tener diversos flujos de entrada y salida se consideran la sumas de estos. En un sistema en estado estacionario se puede deducir que la variación de masa ha de ser 0 y por tanto podemos establecer:

Donde:
= número de entradas
= número de salidas
Cumpliendo así con la Primera ley de la termodinámica.
Flujo: se define comola cantidad de masa de líquido que fluye a través de una tubería en un segundo. También se define como la densidad de un cuerpo, es la relación que existe entre la masa y el volumen.
Ecuación de la continuidad

Consideremos una porción de fluido en color amarillo en la figura, el instante inicial t y en el instante t+Dt.
En un intervalo de tiempo Dt la sección S1 que limita a la porción defluido en la tubería inferior se mueve hacia la derecha Dx1=v1Dt. La masa de fluido desplazada hacia la derecha es Dm1=r·S1Dx1=rS1v1Dt.
Análogamente, la sección S2 que limita a la porción de fluido considerada en la tubería superior se mueve hacia la derecha Dx2=v2Dt. en el intervalo de tiempo Dt. La masa de fluido desplazada es Dm2=r S2v2 Dt. Debido a que el flujo es estacionario la masa queatraviesa la sección S1 en el tiempo Dt, tiene que ser igual a la masa que atraviesa la sección S2 en el mismo intervalo de tiempo. Luego
v1S1=v2S2
Esta relación se denomina ecuación de continuidad.
En la figura, el radio del primer tramo de la tubería es el doble que la del segundo tramo, luego la velocidad del fluido en el segundo tramo es cuatro veces mayor que en el primero.
La ecuación decontinuidad se escribe
v1S1=v2S2
Que nos dice que la velocidad del fluido en el tramo de la tubería que tiene menor sección es mayor que la velocidad del fluido en el tramo que tiene mayor sección. Si S1>S2, se concluye que v1<v2.
Teorema de BernoulliBasicamente Bernoulli dividió este estudio en dos partes, la primera en la cual considero los efectos de la conpresibilidad del aire comodespreciable, es decir flujo incompresible que es lo que ocurre en vuelo a bajas velocidades o vuelo subsónico, y en la segunda etapa realizo el análisis considerando apreciables los efectos de compresión del aire o flujo compresible que es lo que ocurre en vuelos a altas velocidades generalmente vuelos transónicos o supersónicos.
Entrando al análisis en sí, consideremos un fluido, compresible o no,...