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Capítulo 1

¿Qué es un fluido?

El lector recordará, por lo aprendido en física, que una sustancia existe en tres estados
de agregación: sólido, líquido y gas. (A temperaturas muy elevadas también
existe como plasma.) Una sustancia en la fase líquida o en la gaseosa se conoce
como fluido. La diferencia entre un sólido y un fluido se hace con base en la capacidad
de la sustancia paraoponer resistencia a un esfuerzo cortante (o tangencial)
aplicado que tiende a cambiar su forma. Un sólido puede oponer resistencia a
un esfuerzo cortante aplicado por medio de la deformación, en tanto que un fluido
se deforma de manera continua bajo la influencia del esfuerzo cortante, sin importar
lo pequeño que sea. En los sólidos, el esfuerzo es proporcional a la deformación,
pero en losfluidos el esfuerzo es proporcional a la razón de deformación.
Cuando se aplica un esfuerzo cortante constante, llega un momento en que un sólido,
a un cierto ángulo fijo, deja de deformarse, en tanto que un fluido nunca deja
de deformarse y tiende a cierta razón de deformación.

¿Qué es la condición de no-deslizamiento? ¿Qué la causa?

Un fluido en contacto directo con una superficie sólida sepega a la superficie y no hay deslizamiento. Esto se conoce como la condición no deslizante, y es debido a la viscosidad del fluido.

¿Qué es flujo forzado? ¿En qué difiere del flujo natural?¿El flujo causado por los vientos es forzado o natural?

En flujo forzado, el fluido es forzado a fluir sobre una superficie o en un tubo por medios externos tales como una bomba o un ventilador. En elflujo natural, cualquier movimiento del fluido se produce por medios naturales, como el efecto de flotabilidad que se manifiesta como el aumento del fluido más caliente y la caída del líquido refrigerador. El flujo causado por los vientos es flujo natural de la tierra, pero es flujo forzado de cuerpos sometidos a los vientos ya que para el cuerpo no hace ninguna diferencia si el movimiento del airees causada por un ventilador o por los vientos.

¿Qué es una capa límite? ¿Qué causa el desarrollo de una capa límite?

Análisis Cuando una corriente de fluido se encuentra con una superficie sólida que está en reposo, la velocidad del fluido asume un valor de cero en esa superficie. La velocidad, entonces varía de cero en la superficie con el valor Freestream suficientemente lejos de lasuperficie. La región de flujo en el que los gradientes de velocidad son efectos significativos y de fricción son importantes que se llama la capa límite. El desarrollo de una capa límite es causada por la condición de no deslizamiento.
Discusión Como veremos más adelante, el flujo dentro de una capa límite es de rotación (las partículas de fluido individuales rotan), mientras que fuera de la capalímite es típicamente irrotacional (partículas de fluido individuales se mueven, pero no giran).



¿Qué es un proceso de flujo estacionario?

Un proceso de análisis se dice que es estable si no implica cambios con el tiempo en cualquier lugar dentro del sistema o en el límites del sistema.
Discusión Lo contrario de flujo constante es el flujo no permanente, que implica cambios con el tiempo.Defina esfuerzo, esfuerzo normal, esfuerzo cortante y presión.

El esfuerzo se define como la fuerza por unidad de área, y se determina dividiendo la fuerza por el área sobre la cual se actúa. El componente normal de una fuerza que actúa sobre una superficie por unidad de área se llama la esfuerzo normal, y la componente tangencial
de una fuerza que actúa sobre una superficie por unidad deárea se denomina esfuerzo cortante. En un fluido en reposo, el esfuerzo normal se llama presión.

¿Qué son sistema, alrededores y frontera?

Un sistema se define como una cantidad de materia o una región en el espacio elegido para el estudio. La masa o región fuera del sistema que se llama el entorno. La superficie real o imaginaria que separa el sistema de la entorno se llama el límite....