Similitud dinamica
Páginas: 13 (3009 palabras)
Publicado: 4 de noviembre de 2009
INDICE
INTRODUCCIÓN. 5
SIMILITUD DINAMICA 6
Aspectos generales 6
Similitud geométrica 9
Similitud cinemática y dinámica 10
LEYES DE SIMILITUD 14
Número de Euler 14
Número de Reynolds 15
Número de Froude 15
Sistema a presión 16
ANEXO 18
CONCLUSIÓN 20
BIBLIOGRAFÍA 21
INTRODUCCIÓN.
Los líquidos son deformables a un fragmento ilimitado, y a la producción entiempo a las fuerzas muy pequeñas del disturbio. Por lo tanto, sus movimientos son con frecuencia muy complejos, y las configuraciones de fluidos algo directamente uniformes del flujo pueden producir campos del flujo con las soluciones no triviales que visualizan dinámicas muy complicadas.
La mecánica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales: la estática de fluidos, o hidrostática,que se ocupa de fluidos en reposo, y la dinámica de fluidos, que trata de fluidos en movimiento. El término de hidrodinámica se aplica al flujo de líquidos o al flujo de los gases a baja velocidad, en el que puede considerarse que el gas es esencialmente incompresible. La aerodinámica, o dinámica de gases, se ocupa del comportamiento de los gases cuando los cambios de velocidad y presión sonsuficientemente grandes para que sea necesario incluir los efectos de compresibilidad.
SIMILITUD DINAMICA
El concepto básico de similitud dinámica puede establecerse como un requisito para que dos sistemas, con fronteras geométricamente semejantes, tengan configuraciones de flujo geométricamente semejantes, en tiempos correspondientes.
Así, todas las fuerzas individuales que actúan sobre loselementos de masa de los correspondientes fluidos, pueden ser debidas o a una fuerza del cuerpo tal como el peso, en un campo gravitacional, a fuerzas superficiales, resultantes de los gradientes de presión, esfuerzos viscosos o la tensión superficial.
Entre dos sistemas semejantes geométrica y cinemáticamente existe semejanza dinámica si las relaciones entre las fuerzas homologas en modelo yprototipo son las mismas.
Las condiciones requeridas para la semejanza completa se obtienen a partir del segundo principio del movimiento de newton,[pic] . Las fuerzas que actúan pueden ser cualquiera de las siguientes, o una combinación de las mismas: fuerzas viscosas, fuerzas debidas a la presión, fuerzas gravitatorias, fuerzas debidas a la tensión superficial y fuerzas elásticas. Entre modelo yprototipo se desarrolla la siguiente relación de fuerzas:
[pic][pic]
Aspectos generales
En mecánica de fluidos el riguroso tratamiento matemático de los problemas, con base exclusivamente en los tratamientos analíticos, no siempre permite llegar a la solución completa, a menos que se planteen hipótesis simplificatorias que, además de restar generalidad a la solución, pueden llegar afalsear los resultados a tal grado que no tengan relación alguna el comportamiento real del fenómeno. Por otra parte, debido a la variedad de problemas, muchas veces resulta difícil establecer las condiciones de frontera previas a cualquier solución matemática. En otros casos, las soluciones analíticas se deben plantear de tal manera que no se ignoren los aspectos físicos del fenómeno y quedeterminados puntos de la respuesta queden supeditados a la experimentación.
Los modelos hidráulicos han encontrado creciente aplicación para controlar y modificar diseños analíticos de estructuras hidráulicas. Mediante el uso de modelos físicos es posible experimentar a costos relativamente bajos y con economías substanciales de tiempo, hasta obtener condiciones optimas.
Lo anterior en ningún casosignifica que una técnica substituya a la otra. Sería un error suponer que una serie de resultados y de reglas sencillas obtenidas de la investigación experimental supla un tratamiento racional del mismo, pudiendo ocurrir que dichos resultados tuvieran validez solo en el intervalo de valores para la cual se efectuaron las mediciones. Además, aun cuando fuera posible hacer un estudio exhaustivo...
INTRODUCCIÓN. 5
SIMILITUD DINAMICA 6
Aspectos generales 6
Similitud geométrica 9
Similitud cinemática y dinámica 10
LEYES DE SIMILITUD 14
Número de Euler 14
Número de Reynolds 15
Número de Froude 15
Sistema a presión 16
ANEXO 18
CONCLUSIÓN 20
BIBLIOGRAFÍA 21
INTRODUCCIÓN.
Los líquidos son deformables a un fragmento ilimitado, y a la producción entiempo a las fuerzas muy pequeñas del disturbio. Por lo tanto, sus movimientos son con frecuencia muy complejos, y las configuraciones de fluidos algo directamente uniformes del flujo pueden producir campos del flujo con las soluciones no triviales que visualizan dinámicas muy complicadas.
La mecánica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales: la estática de fluidos, o hidrostática,que se ocupa de fluidos en reposo, y la dinámica de fluidos, que trata de fluidos en movimiento. El término de hidrodinámica se aplica al flujo de líquidos o al flujo de los gases a baja velocidad, en el que puede considerarse que el gas es esencialmente incompresible. La aerodinámica, o dinámica de gases, se ocupa del comportamiento de los gases cuando los cambios de velocidad y presión sonsuficientemente grandes para que sea necesario incluir los efectos de compresibilidad.
SIMILITUD DINAMICA
El concepto básico de similitud dinámica puede establecerse como un requisito para que dos sistemas, con fronteras geométricamente semejantes, tengan configuraciones de flujo geométricamente semejantes, en tiempos correspondientes.
Así, todas las fuerzas individuales que actúan sobre loselementos de masa de los correspondientes fluidos, pueden ser debidas o a una fuerza del cuerpo tal como el peso, en un campo gravitacional, a fuerzas superficiales, resultantes de los gradientes de presión, esfuerzos viscosos o la tensión superficial.
Entre dos sistemas semejantes geométrica y cinemáticamente existe semejanza dinámica si las relaciones entre las fuerzas homologas en modelo yprototipo son las mismas.
Las condiciones requeridas para la semejanza completa se obtienen a partir del segundo principio del movimiento de newton,[pic] . Las fuerzas que actúan pueden ser cualquiera de las siguientes, o una combinación de las mismas: fuerzas viscosas, fuerzas debidas a la presión, fuerzas gravitatorias, fuerzas debidas a la tensión superficial y fuerzas elásticas. Entre modelo yprototipo se desarrolla la siguiente relación de fuerzas:
[pic][pic]
Aspectos generales
En mecánica de fluidos el riguroso tratamiento matemático de los problemas, con base exclusivamente en los tratamientos analíticos, no siempre permite llegar a la solución completa, a menos que se planteen hipótesis simplificatorias que, además de restar generalidad a la solución, pueden llegar afalsear los resultados a tal grado que no tengan relación alguna el comportamiento real del fenómeno. Por otra parte, debido a la variedad de problemas, muchas veces resulta difícil establecer las condiciones de frontera previas a cualquier solución matemática. En otros casos, las soluciones analíticas se deben plantear de tal manera que no se ignoren los aspectos físicos del fenómeno y quedeterminados puntos de la respuesta queden supeditados a la experimentación.
Los modelos hidráulicos han encontrado creciente aplicación para controlar y modificar diseños analíticos de estructuras hidráulicas. Mediante el uso de modelos físicos es posible experimentar a costos relativamente bajos y con economías substanciales de tiempo, hasta obtener condiciones optimas.
Lo anterior en ningún casosignifica que una técnica substituya a la otra. Sería un error suponer que una serie de resultados y de reglas sencillas obtenidas de la investigación experimental supla un tratamiento racional del mismo, pudiendo ocurrir que dichos resultados tuvieran validez solo en el intervalo de valores para la cual se efectuaron las mediciones. Además, aun cuando fuera posible hacer un estudio exhaustivo...
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