Resumen Hidrodinámica

Hidrodinámica
Rama de la mecánica de los fluidos que se ocupa de las leyes de los fluidos en movimiento, estudia su comportamiento cuando están en movimiento y como se relaciona con las fuerzas aplicadas.
Si actúan fuerzas tangenciales, el flujo puede ser:
Flujo Laminar ó Viscoso: Bajas velocidades de desplazamiento, trayectoria uniforme, ya que las líneas corrientes son coincidente con ladirección de velocidad. (régimen estacionario: toda partícula pasan por el mismo punto que las anteriores, línea corriente)
Flujo Turbulento: Altas velocidades donde el régimen cambia a través de las secciones con una velocidad crítica (que es superior a cierto límite ante cambios abruptos de velocidad)
Euler: Propuso la idea de los estudios de flujos ideales (son flujos teóricos donde no seconsideran los efectos de rozamiento y viscosidad), solo aproximan valores de los flujos reales con poca viscosidad.

Caudal:
Cantidad de líquido (volumen) que pasa en un cierto tiempo sobre una sección.
Suponiendo que la densidad es constante.
El caudal es: Q = Volúmen/tiempo (m3/s)
Caudal y Sección:
El caudal es igual al producto entre la velocidad a la que se mueve el fluido y la sección delconducto.
Q  v. A
El caudal se relaciona con la velocidad. El líquido al moverse en un tubo, recorre una cierta distancia, atravesando al mismo, donde en un determinado tiempo, el volumen de líquido atravesado por el tubo es igual a la sección.

Principio de continuidad
Supongamos que un fluido llena un tubo y fluye a través de él. Además, suponga que el área de la sección transversal del tubo en unpunto es A1 y A2 en otro punto. Si el fluido no puede cruzar las paredes del tubo y no hay ni “fuentes” ni “sumideros”(no se crea ni destruye fluido), la masa(volumen) que cruza cada sección del tubo por unidad de tiempo debe ser siempre la misma. (es decir el caudal se mantiene constante es el mismo).

La cantidad de fluido que entra es la misma cantidad que sale de un conducto, esto se denominacomo: “el principio de conservación de la materia”
Si llamamos Q1 al caudal en un extremo y Q2 al caudal en el otro podemos resumir todo lo dicho escribiendo:
Q1 = Q2
Reemplazando por la definición de caudal en una sección, tal que es el área por la velocidad, tenemos.
A1 . v1 = A2 . v2 = Constante
En el caso de una misma sección, la velocidad será constante.
En el caso de secciones variables.
Siaumenta A (Sección)--- disminuye la velocidad (v).
Cuando Disminuye A---- aumenta v

Teorema de Torricelli
Si se tiene un depósito muy grande, abierto a la presión atmosférica, y se practica un pequeño orificio a una profundidad h, la velocidad con la que sale el fluido del recipiente está dada por:

v2 =2gh

La velocidad de salida es la misma que adquiere un cuerpo que cae libremente, partiendodel reposo, desde la misma altura.

Ecuación de Bernoulli:

Para el caso de un flujo irracional a régimen permanente de un fluido incompresible no viscoso, es posible caracterizar el fluido en cualquier punto de su movimiento si se especifica su rapidez, presión y elevación. Estas tres variables se relacionan con la ecuación de Bernoulli.
El teorema afirma que la energía total de un sistema defluidos con flujo uniforme permanece constante a lo largo de la trayectoria de flujo. Puede demostrarse que, como consecuencia de ello, el aumento de velocidad del fluido debe verse compensado por una disminución de su presión.

Teorema de Bernoulli:
A medida que un fluido se desplaza a través de un tubo de sección transversal y elevación variables, la presión cambia a lo largo del tubo. La ecuaciónde Bernoulli no es una ley física independiente, sino una consecuencia de la conservación de la energía aplicada al “fluido ideal”. (Consecuencia de la Ec. De continuidad).
Se expresa como:
P + 1/2ρv2 + ρgy = constante (E. Mecánica)

Esta ecuación se aplica para un fluido incompresible, no viscoso y de régimen estacionario, entre dos puntos cualesquiera del mismo, de la siguiente manera:

P1 +...