Fluidos en movimiento:

Flujo Turbulento

Flujo estable o laminar

Si cada partícula sigue una trayectoria liza, de modo que las trayectorias nunca de cruzan entre ellas

Flujo irregular caracterizado por regiones semejantes a remolinos.

Dinámica de Fluidos

Debido a que los movimientos de los fluidos reales es muy complejo y no se entiende del todo, hacemos algunas suposiciones de simplificaciones, tomaremos un modelo de flujo de un fluido ideal.

Fluido Ideal • El Fluido no es viscoso: En un fluido no viscoso, la fricción

interna se desprecia. Un cuerpo que se mueve en el fluido no experimenta fuerza viscosa.

• El Flujo es estable: El Flujo es estable (laminar), la velocidad del Fluido en cada punto permanece contante

• El Flujo es incompresible: la densidad de un fluido incomprensible es constante.

• El flujo es irrotacional: El Flujo irrotacional, el fluido no tiene cantidad de movimiento angular alrededor de ningún punto. Si una pequeña rueda de paletas colocada en cualquier punto del fluido no gira alrededor del centro de masa de la rueda, entonces el flujo es irrotacional

Continuidad

Como el fluido es incompresible y el flujo es estable, la masa que circula por A1 en un Δt debe ser la masa que pasa por A2

Punto 1

Punto 2

Ejemplo de la ecuación de continuidad

El agua fluye de una manguera de hule de 2cm de diámetro a una velocidad de 4 m/s. a) ¿Qué diámetro debe tener el chorro si el agua sale a 20 m/s? b) ¿Cuál es el gasto en metros cúbicos por minuto?

Un fluido circula en régimen de Bernoulli por una tubería que primeramente se estrecha y luego se bifurca en las ramas que se indican en la figura. Si los diámetros correspondientes a éstas son: d1=20cm, d2=15cm, d3=10cm y d4=5cm y las velocidades del fluido en los puntos 1 y 4 son 1m/s y 3m/s respectivamente, calcular las velocidades en los puntos 2 y 3.

Ecuación de Bernoulli

Por una casa circula agua a través de un sistema de calefacción. Si se bombea a una velocidad de 0,5 m/s por una tubería de 10 cm de diámetro situada en el sótano con una presión de 3 atm ¿Cuál será la velocidad de circulación y la presión en una tubería de 6 cm de diámetro situada en el segundo piso (5 m más arriba)?

El tanque de una poceta tiene una sección rectangular de dimensiones 20cmx40cm y el nivel del agua está a una altura h = 20 cm por encima de la válvula de desagüe, la cual tiene un diámetro d2 = 5 cm. Si al bajar la palanca, se abre la válvula:a) ¿Cuál será la rapidez inicial de desagüe por esa válvula en función de la

altura de agua remanente en el tanque?

Aplicaciones de la ecuación de Bernoulli

Tubo de Venturi

El tubo horizontal constreñido que se ilustra en la figura, conocido como tubo de venturi, se puede usar para medir la rapidez del flujo de un fluido incompresible. Determine la rapidez del flujo en el punto 2 si se conoce la diferencia de presión P1 – P2.

Para saber la velocidad del agua en una tubería empleamos en ella un tubo T de menor sección; colocamos tubos manométricos A y B, como indica la figura, y medimos la diferencia de altura (5cm) entre los niveles superiores del líquido en tales tubos. Sabiendo que la sección T es la décima parte de la tubería, calcular la velocidad del líquido en ésta.

Ley de torricelli