Procedimientos de estudios viales

PFD - Ingeniería Térmica

Ingeniería Energética

Mecánica de Fluidos

Introducción a los Fluidos

Fundamentos de Hidrostática

Equilibrio y movimiento relativos

Flujo incompresible no viscoso

Dinámica de los fluidos perfectos

Desarrollo teórico de la lubriocación hidromecánica

Semejanza hidrodinámica y análisis dimensional

Teoría elemental de la capa límite bidimensionalFlijo viscoso incompresible

Cálculo de tuberías

Golpe de ariete

Flujo compresible

Tablas de Fanno

Orificios y vertederos

Teorema del impulso

Índice

Principal - Mecánica de Fluidos

http://personales.ya.com/universal/TermoWeb/MecanicaFluidos/index.html [24/07/2003 1:08:55]

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA Y ENERGETICA
UNIVERSIDAD DE CANTABRIA

MECANICA DEFLUIDOS

Pedro Fernández Díez

I.- INTRODUCCIÓN A LOS FLUIDOS

I.1.- PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS Los fluidos son agregaciones de moléculas, muy separadas en los gases y próximas en los líquidos, siendo la distancia entre las moléculas mucho mayor que el diámetro molecular, no estando fijas en una red, sino que se mueven libremente. Un fluido se denomina medio continuo, cuando la variación desus propiedades es tan suave que se puede utilizar el calculo diferencial para analizarlo. En Mecánica de Fluidos solo hay cuatro dimensiones primarias, de las que se derivan todas las demás, a saber, masa, longitud, tiempo y temperatura. Las propiedades de los fluidos más interesantes son, a) La isotropía, por cuanto mantienen igualdad de propiedades en todas direcciones. b) La movilidad, porcuanto carecen de forma propia, por lo que se amoldan a la del recipiente que los contiene; a un esfuerzo infinitamente pequeño le corresponde una deformación infinitamente grande. c) La viscosidad, que constituye una resistencia a la deformación, la cual no sigue las leyes del rozamiento entre sólidos, siendo las tensiones proporcionales, en forma aproximada, a las velocidades de las deformaciones;esta Ley fue formulada por Newton, que decía que, cuando las capas de un líquido deslizan entre sí, la resistencia al movimiento depende del gradiente de la velocidad dv/dx, y de la superficie, F = η S dv dx siendo η la constante de proporcionalidad; ahora bien, la velocidad va variando progresivamente de capa en capa, y no bruscamente. Si la velocidad relativa de desplazamiento es nula, la tensióntambién lo será. d) La compresibilidad, según la cual, para cualquier esfuerzo a que se someta al fluido, su volumen prácticamente no varía. Así, para el caso del agua, por cada kg/cm2 que aumente su presión, se comprime 1/20.000 de su volumen. Para los fluidos compresibles, el volumen especifico será función de la presión y de la temperatura, siendo complicadas las expresiones que ligan estasvariables.
I.-1

Fig I.1.- Isotaquias de velocidades

dv/dx
ne w to ni an ne o w to ni an o l

Fl ui do

Fluido ideal

Fl ui do

Sus

ta

s ncia

tixo

tróp

icas

Tensión de cortadura

Pl á

st ic

no

o

id ea

τ

Fig I.2.- Comportamiento de algunos fluidos

La expresión general de la compresibilidad k es, k= 1 ∂v ( )T v ∂p

Los fluidos perfectos tienen,a) Isotropía perfecta b) Movilidad perfecta c) Fluidez perfecta, es decir, ausencia de viscosidad d) Compresibilidad nula De la ausencia de rozamiento en un fluido perfecto, resulta que, a) Toda deformación se efectuaría sin trabajo b) Todo elemento de un fluido, puede ejercer solamente esfuerzos normales sobre un elemento vecino, o sobre una pared próxima En la Fig I.2 se representan lasgráficas cartesianas de algunos de los diferentes tipos de fluidos, tomando como eje de ordenadas, dv/da, y como eje de abscisas el esfuerzo cortante. I.2.- VISCOSIDAD DINÁMICA Y CINEMÁTICA En la Ley de Newton enunciada anteriormente, η es la viscosidad absoluta o coeficiente de viscosidad dinámica; despejando este valor en dicha ecuación se tiene,

I.-2

η=

F dx dx = τ S dv dv

siendo la...