Hidrodinamica: Fluidos en movimientos.

Hola a todos!!! Como dicen que andan? Bueno aqui les traigo la segunda parte de mecanica de fluidos. Espero que les sea de ayuda y que comprendan de mejor manera un tema muy lindo como este y que ante cualquier duda sepan consultar sin problemas... La hidrodinamica se ocupa del movimiento de los fluidos en general, y no exclusivamente del movimiento del agua como la raiz etimologica lo pudiera dar a enterder. Definicion de fluido (muy pobre) de la RAE-on line- : http://lema.rae.es/drae/?val=fluido Fluidos segun Wiki: http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido El tema que vamos a tratar es propiamente, la dinamica de los fluidos y los conceptos que formulare, mientras no indique otra cosa, son validos en cualquier fluido Solo tendre en cuenta, el movimiento de fluidos en estado estacionario o regimen permanente... Aquel en que las caracteristicas del movimiento no experimentan variacion alguna con el paso de tiempo, es decir, que si en un instante dado por un punto P pasa una particula de fluido con una velocidad V y una aceleracion A, todas las particulas que posteriormente pasen por P lo haran con esa misma velocidad y esa misma aceleracion. (En general para que esto se cumpla en un fluido que pasa por un tubo, el fluido debe tener una velocidad no muy elevada, el tubo tiene paredes lisas y no existan cambios bruscos de seccion). Regimenes de movimiento. El movimiento n regimen estacionario de un liquido en una tuberia puede estudiarse considarando que se trata de un movimiento sin rozamiento (regimen sin rozamiento o de Bernoulli) o de un movimiento laminar (regimen laminar o de Pouseuille). El regimen sin rozamiento corresponde al caso en que la viscosidad del liquido es despreciable. Se caracteriza por el hecho de que las particulas que en un instante dado se encuentran en una misma seccion de la conduccion S1 en cualquier instante posterior siguen estando todas en una misma seccion S2. ¿Que quiere decir esto? Supongamos que tenemos un tubo y en su interior un fluido. En determinada seccion tenemos todo el tubo lleno de determinadas particulas de ese fluido, al ser un liquido que no tiene rozamiento, si lo vemos al mismo liquido en otra seccion, vamos a encontrar esa mismas particulas en la misma posicion unas respecto de las otras como estaban en la primera seccion, es decir ninguna particula se retraso o se adelanto, van todas juntas. El regimen laminar corresponde a un movimiento en regimen estacionario en el que se debe tener en cuenta la viscosidad. En este regimen, las particulas se mueven con mayor velocidad cuanto mas alejadas se encuentran de las paredes de la tuberia, de modo que las que en un mismo instante se encuentran en una misma seccion S1 en un instante posterior ya no lo estaran. ¿Como lo veriamos a esto? Tomemos en cuenta que ahora el tubo, aunque es liso, mientras el fluido pase por él va a quedar mojado, esto quiere decir que al rozar el fluido es como que es frenado por la pared del tubo, esto se debe a la viscosidad. Ahora si vemos en una seccion del tubo unas determinadas particulas, en una segunda seccion vemos que las particulas que estan contra la pared estan frenadas, se retrasan; mientras que las del centro pareciera que se adelantaron. Ecuacion de continuidad. Lo que expresa esta ecuacion es que el caudal que fluye por un tubo es constante, es decir lo que entra va a salir. Considerando un tubo en el que hay un liquido en estado estacionario y dos secciones cuales quieras: Las particulas contenidas en cada una de esas dos secciones habran recorrido una determinada distancia que no sera la misma porque la velocidad no es exactamente la misma en ambos casos. Sean X1= V1. T y X2=V2.T esas distancias. Como los liquidos pueden suponerse incompresibles, los volumenes V1 y V2 barridos por el liquido que pasa por las secciones o areas A1 y A2 deben ser iguales, por lo tanto: Esta expresion nos dice que la velocidad de las particulas de un liquido en los distintos puntos de una conduccion es inversamente proporcional a la seccion. Entonces nos queda que a mas diametro tenga la seccion mas baja es la velocidad del fluido alli y contrariamente a seccion de menor tamaño encontramos mas velocidad. Esto se ve cuando por ejemplo apretamos la punta de una manguera que tira el chorro mas fuerte En resumen: Teorema de Bernoulli. Lo que aqui aparece en juego son las diferencias de presiones y las alturas Este teorema puede ser considerado como la ecuacion fundamental de la hidrodinamica. Constituye una aplicacion del principio de conservacion de energia. Aca les dejo un link en el que explica esto ultimo : https://es.wikipedia.org/wiki/Conservaci%C3%B3n_de_la_energ%C3%ADa Ademas les adjunto un ejemplo de esta ley link: http://www.youtube.com/watch?v=WuEsWnaImLo El teorema de Bernoulli formula la relacion fundamental entre la presion, la altura y la velocidad de un fluido ideal. El mismo demuestra que estas variables no pueden modificarse independientemente una de la otra, sino que estan determinadas por la energia mecanica del sistema. Esta es la ecuacion fundamental de la hidrodinamica, que se reduce a la de la hidrostatica si la velocidad 1 y 2 es 0. Un ejemplo para que entiendan donde se utiliza El funcionamiento de un pulvorizador, ya se trate de uno de tocador o del venturi del carburador de un motor de explosion, se explica facilmente mediante la ecuacion fundamental de la hidrodinamica que hemos visto Vamos a ponerle nombre a cada parte para entender mejor si? Al globito le pondremos A, al tubo que entra en el globo lo llamaremos C, al que viene desde el liquido que se desea pulverizar sera B y el lugar por el que sale despedido puede ser D. Cuando se envia por A una corriente de aire, en C se produce un aumento de la velocidad y, por lo tanto, una disminucion de la presion hidrostatica. El liquido en B asciende hasta C por que tiene menos fuerza que se opone a que suba hasta C y alli se mezcla con el aire, pulverizandose y saliendo por D. Un video en donde explica este tema espero les cierre bien con esto: link: http://www.youtube.com/watch?v=7Cp89RcyYGE link: http://www.youtube.com/watch?v=WI-h4xPsM4w Teorema de Torricelli. El teorema de Torricelli es una aplicación del principio de Bernoulli y estudia el flujo de un líquido contenido en un recipiente, a través de un pequeño orificio, bajo la acción de la gravedad. A partir del teorema de Torricelli se puede calcular el caudal de salida de un líquido por un orificio. "La velocidad de un líquido en una vasija abierta, por un orificio, es la que tendría un cuerpo cualquiera, cayendo libremente en el vacío desde el nivel del líquido hasta el centro de gravedad del orificio": en donde Vt es la velocidad teórica del líquido a la salida del orificio ( cero ), Vo es la velocidad de aproximación o inicial, H es la distancia desde la superficie del líquido al centro del orificio y G es la aceleracion de la gravedad. Para velocidades de aproximación bajas, la mayoría de los casos, la expresión anterior se transforma en: en donde Vr es la velocidad real media del liquido a la salida del orificio y Cv es el coeficiente de velocidad. Para cálculos preliminares en aberturas de pared delgada puede admitirse 0,95 en el caso más desfavorable. Si tomamos Cv= 1 Experimentalmente se ha comprobado que la velocidad media de un chorro de un orificio de pared delgada, es un poco menor que la ideal, debido a la viscosidad del fluido y otros factores tales como la tensión superficial, de ahí el significado de este coeficiente de velocidad. Bueno es todo por hoy, desde ya espero que les haya gustado y que ante cualquier consulta que tengan aca estoy Agradeceria mucho su recomendacion... Pero mas que anda les agradezco el haber pasado Ojala les sea de mucha utilidad. SALUDOS!!!