HIDRODINAMICA

INÉS CONCEPCION ORTEGA ENRÍQUEZ

Definición

“Estudio de los fluidos en movimiento, que nos permite saber cómo se mantienen los aviones en el aire, o bajo qué condiciones un fluido alcanza

determinada velocidad dentro de una tubería”

Se distinguen dos clases de flujo, o de trayectorias

seguidas por c/partícula de fluido

El flujo turbulento se caracteriza porque las partículas describen

trayectorias en forma de remolinos.

El flujo laminar cada pequeño volumen del fluido se mueve sin girar

siguiendo trayectorias que no se cruzan. Este es estacionario si cada pequeño región de fluido que pasa

por determinado punto lo hace con la misma velocidad que las partículas que pasaron antes por este punto.

Para nuestro estudio suponeos que el flujo es laminar estacionar

Gasto o caudal (G)

Volumen de fluido que se desplaza por segundo a lo largo de un tubo. La cantidad de fluido que sale por un orificio depende en forma directamente proporcional del área transversal “A” de éste y de la vel de salida, se calcula mediante la expresión: 

G = A.V Gasto teóricoG= A.V.t Cantidad de fluido que pasa por un tubo en un tiempo determinado

Ecuación de la continuidad

En la hidrodinámica es básica la ecuación de continuidad, que tiene como base la conservación

de la masa. Cuando un fluido pasa por un tubo, el fluido que entra por uno de los extremos, luego

sale por el otro, si el área aumenta la velocidad disminuye o

viceversa, de manera que el caudal va a ser constante.

Si A1 y A2 son las áreas de las secciones transversales en los puntos 1 y 2 del tubo, los caudales son: A1. V1 y A2. V2

V1 A1 A2 V2

Puesto que la masa se conserva tenemos que:

Esta es la ecuación de continuidad y significa que la cantidad “A.V” llamada gasto volumétrico o caudal es constante a lo largo del tubo.

A1. V1 = A2. V2

TEOREMA DE BERNOULLI

Es la aplicación de la ley de conservación de la energía mecánica en los fluidos, enuncia que cuando la velocidad de un fluido aumenta, la presión ejercida por tal fluido decrece.

Matemáticamente se expresa así:

+ d.g. + = + . . + .

TEOREMA DE TORRICELLIEnuncia que la velocidad con que sale un líquido por un orificio situado a

cierta altura de su nivel, es igual a la velocidad de un cuerpo en caída libre.

V

ANALIZO Y RESUELVOA. ¿Por qué la presión arterial se mide en el brazo al nivel del corazón?

B. ¿Es mayor la presión en el fondo de una bañera llena de agua hasta una profundidad de 30 cms ó en el fondo de una jarra de agua de 35 cms de profundidad?. Explicar.

C. Una piscina tiene un orificio circular de desagüe de 10 cms de diámetro a 40 mts de profundidad. Calcular la cantidad de agua que sale por minuto.

D. El tubo de la figura tiene en X una sección de 20 cms2 y en “Y” una sección de 5 cms2. Cada segundo sale del tubo 4 litros de agua. ¿Cuál es la velocidad del agua en la salida?

X Y

¿Cuál es la velocidad del agua en Y?

¿Cuál es la diferencia de presión entre los puntos X y Y?

MUCHAS GRACIAS …