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Propiedades y Definiciones de la Mecánica de los Fluidos




Enviado por Pablo Turmero



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    1

    DEFINICIONES Y CONCEPTOS PRELIMINARES
    SISTEMA
    FLUJO
    PROPIEDADES DE UN FLUIDO
    VISCOSIDAD DE TURBULENCIA

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    2

    Sistema

    Cualquier porción de materia a estudiar. Un fluido será el sistema elegido.

    A la superficie, real o imaginaria, que lo envuelve se llama límite, frontera o contorno.

    El conjunto de varios sistemas puede formar uno solo; o bien, un sistema puede descomponerse en muchos, incluso infinitos, sistemas parciales.

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    3

    Medio exterior de un sistema

    El conjunto de sistemas que influye sobre el sistema en
    estudio será el medio exterior de éste. El medio ambiente
    suele formar parte del medio exterior.

    La influencia sobre el sistema puede ser térmica debida a una diferencia de temperaturas, o mecánica debida a una diferencia de presiones.

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    4

    Clasificación de sistemas
    Sistema cerrado

    Es aquel cuya masa no varía durante un cambio de situación; por ejemplo, cuando el émbolo pasa de la posición I a la posición II.

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    5

    Sistema abierto, o flujo
    Es aquel que fluye con relación a un contorno.

    volumen de control

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    FLUJO
    Sección transversal
    La que es perpendicular al eje de simetría del flujo.
    Línea de flujo
    La formada por la posición instantánea de una serie de
    partículas, que forman como un hilo; cada partícula ha
    de estar en la dirección del vector velocidad de la anterior.

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    7

    Tubo de flujo
    Una superficie (dS, por ejemplo) está rodeada por líneas de flujo que formarán una superficie tubular (como una tripa). Al fluido que circula en su interior se le llama tubo de flujo.

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    Caudal
    Llamamos caudal (volumétrico) Q al volumen de fluido que atraviesa una sección en la unidad de tiempo, y caudal másico m a la masa correspondiente:
    .
    (Gp:) .
    (Gp:) m

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    En función de la velocidad media V

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    En función de la velocidad media V

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    Clasificaciones de flujo
    Permanente, o estacionario
    Las características medias no varían con el tiempo (AB y CD).

    Variable, o transitorio
    Varían con el tiempo (BC); por ejemplo, cuando maniobramos una válvula.

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    12

    Uniforme
    La velocidad no varía en el trayecto (entre 1 y 2).

    No uniforme
    Cuando sí varía (entre 2 y V).

    Clasificaciones de flujo

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    Laminar
    Flujo ordenado

    Turbulento
    Flujo desordenado
    laminar
    turbulento
    Clasificaciones de flujo

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    Experimento de Reynolds
    Ensayó en qué situación el régimen en una tubería circular
    pasaba de laminar a turbulento, que es cuando dejaba de
    visualizarse la línea teñida a su paso por A.

    Más adelante veremos cuándo ocurre esto.

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    Osborne Reynolds
    Belfast (1842-1912)

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    PROPIEDADES DE UN FLUIDO
    Propiedades de un fluido son aquellas magnitudes físicas cuyo valor nos define el estado en que se encuentra.

    Son propiedades la presión, la temperatura (común a todas las sustancias), la densidad, la viscosidad, la elasticidad, la tensión superficial, etc.

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