DINÁMICA Y CINEMÁTICA DE FLUIDOS

DINÁMICA Y CINEMÁTICA DE FLUIDOS

1. FLUIDOS EN MOVIMIENTO

   • Se llaman fluidos a un conjunto de sustancias
     • Donde existe entre sus moléculas
       • Poca fuerza de atracción cambiando su forma
         • La posición que toman las moléculas varíe ante una fuerza aplicada sobre ellas
         • Lo que ocasiona que
   • Variables del estado del material
     • Presión
     • Velocidad
     • Densidad

2. DINÁMICA

   • Es una de las ramas de la mecánica de fluidos
     • Que se ocupa de
       • Las leyes de los fluidos en movimiento

3. CINEMÁTICA

   • Trata del movimiento de las partículas
     • Sin considerar
       • Masa
       • Fuerzas
         • Que actúan en base al conocimiento de las magnitudes cinemáticas
           • Velocidad
           • Aceleración
           • Rotación

4. PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA MASA

   • Es una de las leyes fundamentales en todas las ciencias naturales
   • Elaborada por Lavoisier
   • Establece un punto muy importante
     • En toda reacción química la masa se conserva
       • Es decir
         • La masa consumida de los reactivos es igual a la masa obtenida de los productos

5. VOLÚMEN DE CONTROL

   • Consiste en
     • Tomar una región determinada del espacio que puede estar fija o en movimiento con velocidad constante
   • La cantidad e identidad de la materia
     • Puede variar
       • Con el tiempo
   • Ecuación de transporte Reynolds
     • Busca expresar la relación de cambio de cualquier propiedad extensiva N
       • Todas se refieren a
         • Derivadas totales con respecto al tiempo de propiedades fluidas extensivas
           • MASA
           • CANTIDAD DE MOVIMIENTO
           • MOMENTO DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO
           • ENERGÍA

6. REVERSIBILIDAD - IRREVERSIBILIDAD - PÉRDIDAS

   • REVERSIBILIDAD
     • El sentido puede invertirse según las condiciones del entorno
   • IRREVERSIBILIDAD
     • No está en equilibrio
       • Se produce
         • Dentro del sistema
     • La temperatura varia muy lento
       • Su sistema evoluciona
         • Irreversiblemente
   • PÉRDIDAS
     • Sus componentes, contribuyen a una pérdida global
     • La energia perdida se asocia a la fricción en las porciones rectas de la tuberia

7. DESCRIPCIÓN DE LOS FLUIDOS

   • LAGRANGE
     • Identifica una pequeña masa de fluido en un flujo
       • Denominada
         • Partícula fluida la cual describe el movimiento todo el tiempo
           • Trayectoria de la partícula
             • se expresa en
               • coordenadas cartesianas
           • Velocidad del fluido
             • Se obtiene al
               • Derivar la ecuación de la trayectoria
   • EULER
     • Imagina un arreglo de ventanas en el campo de flujo
       • Teniendo información de
         • la velocidad de las partículas de fluido que pasan por cada ventana en cualquier instante
           • Velocidad
             • Función de la posición de la ventana
               • • El nivel de detalle depende del numero de ventanas disponibles

8. REFERENCIAS

   • Ondas y fluidos J.P. Torres - Papaqui (Lagrange y Euler)
   • Cinemática de los fluidos Santa de coro (2014) periodo II
   • Principio de conservación de la energía, María Raffino, Argentina
   • Real Academia de Ingeniería, paradoja de D'Alembert

9. ELEMENTOS GEOMÉTRICOS DEL FLUIDO

   • Línea de corriente
     • Son
       • Líneas que muestran la dirección del flujo
         • Estas líneas
           • Pasan por el campo de flujo
             • de manera que
               • El vector de velocidad local es tangente a cada punto a lo largo de ´esta en ese instante.
   • Vena fluida
     • es el fenómeno de
       • Pasar un fluido a través de un orificio experimentando una reducción de la sección
   • Tubo de corriente
     • son
       • Superficies cerradas formadas por lineas de corriente en sus bordes
         • En estos se conserva la
           • Masa
           • Cantidad de Movimiento
           • Energía
   • Traza
     • Es el
       • Lugar geométrico de las partículas de fluido
         • que han pasado
           • secuencialmente por un punto prescrito en el flujo
   • Trayectoria
     • Es el
       • Lugar geométrico de las posiciones
         • que describe
           • Una misma partícula en el transcurso del tiempo

10. CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS

    • Según la viscosidad
      • Flujo ideal
        • Su viscosidad es nula
      • Flujo real
        • Su viscosidad es diferente de cero
    • Según el tiempo
      • Flujo permanente
        • Las condiciones de velocidad en cualquier punto no cambian con el tiempo
      • Flujo no permanente
        • El vector velocidad varia con respecto al tiempo
    • Según sus dimensiones
      • Unidimensional
        • Los vectores de velocidad son paralelos y de igual magnitud
      • Bidimensional
        • El vector velocidad depende de dos variables espaciales
      • Tridimencional
        • El vector velocidad depende de tres coordenadas espaciales
    • Según la densidad
      • Flujo compresible
        • La densidad del fluido, varía de punto a punto
      • Flujo incompresible
        • No hay variaciones de densidad en función de la posición

11. PRINCIPIO CONSERVACIÓN ENERGÍA

    • Establece que
      • La cantidad total de energía en un sistema físico aislado permanecerá siempre igual
        • Excepto cuando
          • se transforme en otros tipos de energía
            • De acuerdo a este principio
              • Al introducir en un sistema una cantidad de calor (Q) determinada
                • Esta siempre será
                  • Igual a la diferencia entre el aumento de la cantidad de energía interna (ΔU) más el trabajo (W)
                    • Su fórmula es la siguiente
                      • Q = ΔU + W

12. PARADOJA D'ALEMBERT

    • Contradicción a la que llegó D'Alembert luego de estudiar el fenómeno de la resistencia producida sobre un cuerpo cuando una corriente de fluido circula sobre el mismo
      • Esta paradoja dice que
        • no actúan fuerzas sobre un cuerpo que se mueve a velocidad constante en línea recta
          • a través de
            • una gran masa de un fluido no viscoso e incompresible
              • Que originalmente
                • se encuentra en reposo o en movimiento uniforme

13. AUTORES

    • Daniel Felipe Rodriguez Quintero - 2211136
    • Diego Alejandro Medina Gómez - 2221745

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