Dinamica de Fluidos. Capitulo 1 Propiedades de los fluidos

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Donde T es la fuerza de tracción por centímetro. Para unas paredes de espesor t cm la tensión de tracción S de la tubería es:

S= T/t= pr/t

Para grandes variaciones de presiones entre los entre los de la tubería el centro de presiones debe hallarse, y se necesitan entonces dos ecuaciones.

T1 + T2= 2rp

2rT1 + 2pry=0

CAPITULO III

Conceptos y ecuaciones fundamentales del movimiento de los fluidos

La estática de los fluidos estudiada en el capitulo anterior es casi una ciencia exacta. El peso específico (o la densidad) es la única magnitud que debe determinarse experimentalmente. En cambio la naturaleza del movimiento d un fluido real es muy complejo. Las leyes fundamentales del movimiento de un fluido no son completamente conocidas, por lo que se necesita recurrir a la experimentación. Combinando el análisis basado en los principios de la mecánica y de la termodinámica con la experimentación ordenada, ha sido posible construir eficientes maquinas y grandes estructuras hidráulicas

Conceptos de sistema y de volumen de control

Un sistema se refiere a una masa determinada de material y se diferencia del resto, que se llama medio ambiente. Los contornos de un sistema forman una superficie cerrada, y esa superficie puede variar con el tiempo, de manera que contenga la misma masa durante los cambios en su condición; es decir, una UTM de gas se puede meter en un cilindro y se puede comprimir moviendo el pistón.

Principio de la conservación de la masa

Establece que la masa del interior de un sistema permanece constante con el tiempo (no considerando los efectos de la relatividad). En forma de ecuación dm/dt = 0 siendo m la masa total

Un volumen de control es una región fija del espacio y es útil en el análisis de situaciones donde el movimiento se presenta dentro y fuera del espacio fijo. El contorno del volumen de control son totalmente arbitrarios, pero con frecuencia se hace coincidir en oarte con contornos sólidos, y en otras partes se dibuja normal a las direcciones del movimiento con objeto de simplificarlo. Superponiendo uns velocidad uniforme sobre un sistema y el medio ambiente se puede hallar una situación conveniente para aplicar el volumen de control; por ejemplo, en la determinación de la velocidad de propagación de la onda sonora a través de un medio.

Reversibilidad, irreversibilidad y pérdida

Se puede definir un proceso como el conjunto de estados por los que pasa el sistema, tales como los cambios de velocidad, cota, presión, densidad, temperatura, etc. La expansión del aire en un cilindro cuando el pistón se mueve hacia afuera y el calor es transferido a través de las paredes es un ejemplo de un proceso. Normalmente, el proceso ocasiona algún cambio en el medio ambiente tal como desplazándole o transfiriéndole calor a través del contorno. Cuando se puede hacer que un proceso suceda de tal manera que tenga lugar reversiblemente, es decir que se puede hacer que vuelva a su estado original sin ningún cambio final ni en el sistema ni en el medio ambiente, se dice que es reversible. En cualquier movimiento real de un fluido real o en cualquier cambio en un sistema mecánico, los efectos de la viscosidad, el razonamiento de coulomp, la expansión libre, la histéresis, etc, impiden que el proceso sea reversible. Sin embargo, es un ideal tratar de conseguirlos al diseñar los procesos y su rendimiento se define normalmente en función de su proximidad a la reversibilidad.

Tipos de flujo

Al movimiento de un fluido se le llama flujo el flujo de un fluido puede clasificarse de muchas maneras tales como turbulento laminar; real no uniforme

Flujo turbulento: es el más frecuente en la aplicaciones prácticas en la ingeniería en esta clase de flujo las partículas del fluido se mueven siguiendo trayectoria muy irregulares originando un intercambio de cantidad de movimiento de una porción de flujo a otra.

Flujo laminar: las partículas del fluido se mueven a lo largo de trayectoria lisas en capas o láminas deslizándose una capa sobre la adyacente. En el flujo laminar se cumple la ley de newton de la viscosidad o su generalización al caso del movimiento tridimensional que relaciona la tensión de cortadura con la velocidad angular de deformación.

Un fluido ideal: es el que carece de razonamiento y es incomprensible y no debe confundirse con un gas perfecto

Flujo permanente: cuando las propiedades del fluido y las condiciones del movimiento en cualquier punto no cambia con el tiempo.

El flujo es no permanente: cuando las condiciones en cualquier punto cambian con el tiempo,

Flujo es uniforme: cuando en cualquier punto del fluido el vector velocidad es idéntico, es decir, con igual modulo, dirección y sentido en un instante dado.

Ecuación de continuidad: es una expresión analítica de la ecuación general de la conservación de la masa

Aplicación de la teoría de la cantidad de movimiento a las hélices

La acción de una hélice de propulsión consiste en cambiar la cantidad de movimiento del fluido en que en el que se encuentra sumergida y asi originar un empuje que se utiliza para la propulsión.

CAPÍTULO IV

ANALISIS DIMENSIONAL Y SEMEJANSAS DINAMICAS

Como una relación con un par de las fuerzas que actúan sobre el fluido indicando el valor de la relación la importancia de una de las fuerzas respecto a la otra. Si en un estado particular de flujo algunas fuerzas son muchos mayores que otras pocas con frecuencia se puede despreciar el efecto de las fuerzas mas pequeñas y tratar el fenómeno como si estuviera completamente determinado por las mayores. Esto quiere decir que se puede emplear los procedimientos experimentales matematicos mas sencillos para resolver el problema

Homogeneidad dimensional y relaciones adimensionales

Dimensiones y unidades: las dimensiones de mecánica son fuerzas, longitud, y tiempo

El teorema de N

Expresa