dinámica de fluidos

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DINÁMICA DE FLUIDOS  Fluidos: Estudia el movimiento de los fluidos, y el de los objetos en el seno de estos. Hay dos formas distintas de describir el movimiento de un fluido:  Dividir el fluido en elementos de volumen infinitesimales(partículas), y seguir su movimiento. Sería necesario conocer, para cada partícula, x(t), y(t) y z(t). Método de Lagrange  Especificando la densidad y la velocidad del fluido en cada punto del espacio, y en cada instante de tiempo, es decir, especificando . Metodo de Euler.. Equivale a hacer una fotografica intsantanea del fluido. Nosotros lo estudiaremos interesandonos por lo que pasa en un punto conreto del espacioen un intante de tiempo determinado.  Conceptos generales:  El movimiento de un fluido puede obedecer a dos tipos de regímenes: a)Régimen laminar: La velocidad en cada punto es unívoca. Para cada instante t y punto r la velocidad es única. b)Régimen turbulen to: La velocidad no es unívoca. En cada punto y a cada instante, la puede corresponder más de un valor. P. Ej: Remolinos. Por su parte el flujo puede ser de diversas maneras: a)Estacionari o: La velocidad en cada punto no varia con el tiempo, aunque sí punto a punto. Las fotografías en distintos instantes son iguales b)No estacionario: La velocidad en cada punto varía con el tiempo, además de punto a punto. Las fotografías en distintos instantes no son iguales.  Además, el flu jo puede se compresible, cuando la densidad no es constante, o incompresib le, cuando la densidad es constante. Consideraremos que los líquidos en general son incompresibles, igual que los gases a bajas velocidades. Por otro lado el flujo puede ser viscoso, cuando hay fuerzas de rozamiento entre las capas de fluido, o no viscoso, cuando no hay tales fuerzas.  Líneas de corriente(En flujo estacionario):  Si es estacionario, la velocidad en cada punto es independiente del tiempo. Luego toda partícula que llegue a P tendrá esa misma velocidad. Lo mismo sucede con otros puntos Q, R, etc. Si trazamos la trayectoria que sigue la partícula, obtenemos la trayectoria de toda partícula que llegue a P, debido a que al ser el flujo estacionario, la velocidad en cada punto es constante.  A dicha trayectoria se le llama línea de corriente.

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DINMICA DE FLUIDOSFluidos:Estudia el movimiento de los fluidos, y el de los objetos en el seno de estos. Hay dos formas distintas de describir el movimiento de un fluido: Dividir el fluido en elementos de volumen infinitesimales(partculas), y seguir su movimiento. Sera necesario conocer, para cada partcula, x(t), y(t) y z(t). Mtodo de Lagrange Especificandola densidady la velocidad del fluido en cada punto delespacio, y en cada instante de tiempo, es decir, especificando. Metodo de Euler.. Equivale a hacer una fotografica intsantanea del fluido.Nosotros lo estudiaremos interesandonos por lo que pasa en un punto conreto delespacioen un intante de tiempo determinado.Conceptosgenerales:El movimiento de un fluido puede obedecer a dos tipos de regmenes:a)Rgimen laminar: La velocidad en cada punto es unvoca. Para cada instante t y punto r la velocidad es nica.b)Rgimen turbulento: La velocidad no es unvoca. En cada punto y a cada instante, la puede corresponder ms de un valor. P. Ej: Remolinos.Por su parte el flujo puede ser de diversas maneras:a)Estacionario: La velocidad en cada punto no varia con el tiempo, aunque s punto a punto. Las fotografas en distintos instantes son igualesb)No estacionario: La velocidad en cada punto vara con el tiempo, adems de punto a punto. Las fotografas en distintos instantes no son iguales.Adems, el flujo puede se compresible, cuandola densidadno es constante, o incompresible, cuandola densidades constante. Consideraremos que los lquidos en general son incompresibles, igual que los gases a bajas velocidades.Por otro lado el flujo puede ser viscoso, cuando hay fuerzas derozamientoentre las capas de fluido, o no viscoso, cuando no hay tales fuerzas.

Lneas de corriente(En flujo estacionario):Si es estacionario, la velocidad en cada punto es independiente del tiempo. Luego toda partcula que llegue a P tendr esa misma velocidad. Lo mismo sucede con otros puntos Q, R, etc. Si trazamos la trayectoria que sigue la partcula, obtenemos la trayectoria de toda partcula que llegue a P, debido a que al ser el flujo estacionario, la velocidad en cada punto es constante.A dicha trayectoria se le llama lnea de corriente.Dos lneas de corriente no pueden cruzarse, pues ello implicara que en un punto habra dos velocidades distintas, lo que es imposible. En flujo estacionario la distribucin de lneas de corriente se mantiene en el tiempo.

Si tomamos un conjunto de lneas de corriente obtenemos un tubo de corrientes, cuyos lmites son las propias lneas de corriente. Como las partculas no pueden salir de la lnea de corriente, el fluido no puede escapar del tubo de corriente, es decir, no es posible el movimiento a travs de las paredes del tubo. Por ello todo el fluido que entra por un extremo ha de salir por el otro.Sean S1 y S2 las secciones en dos puntos 1 y 2 de un tubo de corrientes. en un dt, un elemento de fluido recorre la distancia vdtLa cantidad de masa que atraviesa a S1 en el dt:

y la cantidad de masa que atraviesa a S2 en el mismo dt:

Como el flujo es estacionario y la masa no se puede acumular en el interior del tubo, ha de salir la misma que entra:

Esta es la Ecuacin de ContinuidadEn el caso de que el fluido fuera incompresible, la ecuacin quedara SV=cte.

La ecuacin de continuidad es una consecuencia del principio de conservacin de la masa.Una consecuencia de la ecuacin de continuidad es que si S aumenta, V disminuye, y viceversa. Es decir, si S2> S1 ! V2