Evidencia 2 HIDRUALICA

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2.4. Tipos de flujo

Un flujo depende del comportamiento de un canal donde las propiedades de viscosidad y gravedad relativa hacen efecto. La viscosidad es el efecto de un fluido a no fluir resistiendo así las fuerzas cortantes. Existe la clasificación de flujos donde principalmente son estudiados tres: Flujo laminar, flujo turbulento y flujo de transición.

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El flujo turbulento es el flujo donde las partículas del fluido se mueven en trayectorias irregular sin seguir algún patrón alguno, ocasionando así la transferencia de cantidad de movimiento de una parte(moléculas a mayor escala) de fluido a otra.

El flujo laminar es el flujo donde las partículas se mueven en trayectorias regulares siguiendo un patrón, estas siguen una línea de flujo constante donde el fluido se puede representar “en calma”.

Mientras que el flujo de transición es aquel flujo donde varia la formalidad del fluido, es decir se tiene la transformación de un flujo laminar a turbulento o viceversa. Existen factores por lo cuales ocurres estas transiciones, ya sea por la rugosidad superficial de la superficie de contacto con el flujo, turbulencia den el flujo, el calentamiento de la superficie por el fluido o por los gradientes de presión adversos.

2.5. Ecuaciones de la Mecánica de Fluidos

En la mecánica de fluidos (fluidos en movimientos) están predominadas por ser un estudio en el cual su principal interferencia son las ecuaciones para la representación del medio. También existen teoremas donde los fluidos en movimiento son estudiados. Existen tres principales ecuaciones las cuales describen el medio por diferentes situaciones donde algunas variables son distintas, explicando así los diferentes parámetros de los fluidos en movimiento, como los son la continuidad, movimiento y energía.

2.5.1. Ecuación de continuidad

Esta ecuación esta fundamentada e n la conservación de la masa , la cual esta dada por la propiedad que ingresa mas la propiedad que se genera menos la propiedad que sale dado como resultado la propiedad que se acumula. Esto puede ser ejemplificado mediante la aplicación de un conducto donde la masa que sale es igual a la masa que sale.

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Donde:

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2.5.2. Ecuación de cantidad de movimento

Esta ecuación hace referencia cuando la velocidad de un flujo varia donde en este actúan fuerzas que lo aceleran. Causando un impulso sobre la masa en el volumen determinado provocando el movimiento con variación de velocidades.

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Donde:

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2.5.3. Ecuación de Bernoulli

La ecuación de Bernoulli la cual también es conocida como ecuación de la energía, expresa la ley fundamental de la energía, donde se dice que la energía no se crea ni se destruye solo se transforma. Por lo que esta ecuación se tiene los siguiente:

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Donde:

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3.Desarrollo Matemático

3.1. EVIDENCIA 2

Definición de las ecuaciones fundamentales del movimento

1.‐ ¿Cuál es el flujo de agua que pasa a través de un ducto de acero de diámetro de 20 mm y una velocidad de 0.5 m/seg? (10 puntos)

2.‐ Un ducto transporta aceite de gravedad específica 0.877, cambia de tamaño de 150 mm en la sección 1 a 450 mm en la sección 2. La sección 1 se encuentra 3.6m por debajo de la sección 2 y las presiones son 90 kPa y 60 kPa respectivamente. Si el gasto es de 150 litros por segundo, determine la perdida de energía en la dirección del flujo. (25 Puntos)[pic 23]

3.‐Fluye aceite desde un tanque a través de un ducto de 150 metros de longitud y 150mm de diámetro, y descarga al aire libre tal cual como se muestra en la siguiente imagen. Si la pérdida de energía desde el punto 1 al punto 2 es 600mm, determine el valor de la presión necesaria en el punto 1 para que se genere un gasto de 17 litros por segundo. (25 Puntos)[pic 24]

4.‐ Determine la magnitud y la dirección de la fuerza resultante ejercida sobre la siguiente tobera doble, por el agua que fluye a través de ella como se muestra en la Figura E6.2. Los chorros de ambas toberas tienen una velocidad de 12 m/seg. El eje del tubo de ambas toberas se encuentra en un plano horizontal. ɣ= 9.1kN/m3. (40 Puntos)

4.Conclusiones

La mecánica de fluidos es una rama muy importante en el estudio de la hidráulica, ya que esta estudia los fluidos en movimiento, teniendo así la habilidad de comprender y analizar un fluido cuando sus moléculas están en un intercambio de energías, velocidades y masas.

Con estos intercambios de características el estudio de los fluidos debe ser detallado mediante ecuaciones fundamentales con propiedades características de un fluido. Estas ecuaciones son por su nombre: ecuación de movimiento, ecuación de la energía(Bernoulli) y la ecuación de continuidad.

Estas ecuaciones permiten el desarrollo en las aplicaciones de la vida cotidiana como los son las tuberías orificios y canales. Dando como resultado el manejo de estos fluidos a la hora de realizar un proyecto, con resultados precisos.

Los resultados obtenidos en esta evidencia fueron:

Ejercicio 1: [pic 25]

Ejercicio 2: [pic 26]

Ejercicio 3: [pic 27]

Ejercicio