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Flashcards

MECANICA DE FLUIDOS

Alejandro Pacheco Ferrer English 60 cards

QUÉ ES LA VISCOSIDAD (dinámica). DE QUÉ DEPENDE

Cards in this deck (60)

  1. 1EN QUÉ SE MIDE EL MÓDULO DE COMPRESIBILIDAD VOLUMÉTRICA. DE QUÉ DEPENDE. COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDADEl módulo de compresibilidad volumétrico cuantifica la cualidad de almacenar energía elástica. Se mide en unidades de presión (N/m^2 o bares).
    Se calcula como el cociente entre la diferencia de presiones y la variación de volúmen entre el volumen inicial.
    K=-(Dp)/(DV/V).
    Es positivo cuando al aumentar la presión disminuye el volumen.
    El COEFICIENTE DE COMPRESIBLIDAD se calcula como 1/K
  2. 2EN QUÉ UNIDADES SE MIDE LA VISCOSIDADSe mide en Poiseuille (10 poises)
  3. 3QUÉ ES LA VISCOSIDAD (dinámica). DE QUÉ DEPENDELa resistencia a la deformación de un fluido que sometido a un esfuerzo cortante puro de 1 N/m^2 responde con un gradiente de velocidades de 1m/s.
    La propiedad que relaciona el esfuerzo con la deformación.    QUÉ ES LA VISCOSIDAD (dinámica). DE QUÉ DEPENDE
  4. 4RELACIÓN ENTRE LOS ESFUERZOS CORTANTES Y EL GRADIENTE DE VELOCIDADLa relación entre los esfuerzos cortantes y el gradiente de velocidad es lineal con pendiente (constante de proporcionalidad) es la viscosidad dinámica.
  5. 5QUE ES LA VISCOSIDAD CINEMÁTICALa relación entre la viscosidad dinámica y la densidad de un fluido. Se mide en m^2/s. En CGS sus unidades son el cm^2/s, denomindad Stoke, aunque normalmente se utiliza el centistoke.
  6. 6QUE ES EL PRINCIPIO DE ADHESIÓNEl principio de adhesión define lo que le ocurre a un fluido cuando se pone en contacto con una superficie, sobre la que aparecen efectos de la viscosidad, haciendo que la velociad en el punto de contacto sea cero, generando un gradiente de velocidades hasta la capa límite donde la velocidad es la del fluido.
  7. 7DIFERENCIA ENTRE EL FLUJO PERMANENTE Y EL TRANSITORIOEn el flujo permanente la velocidad no depende del tiempo, mientras que en el transitorio sí dependerá del tiempo.
  8. 8DEPENDIENDO DE LA VISCOSIDAD, COMO CLASIFICARÍAS LOS FLUIDOSSi la viscosidad es cero el fluido es ideal. Con el gradiente de velocidad no aparece tensión.
    Si la viscosidad es inflinita es un sólido. Con la tensión no aparece velocidad.
    Si tiene una viscosidad constante es un fluido Newtoniano.
    Si la pendiente se curva hacia abajo es un fluido no-newtoniano (pseudoplástico). A más tensión ofrece menos resistencia a ser movido.
    Si la pendiente se curva hacia arriba, es un fluido no-newtoniano dilatante. A más tensión se resiste más a ser movido.
    En los plásticos, al principio necesita mucha tensión para ser movido, pero llegado a cierto punto se empieza a deformar con facilidad.    DEPENDIENDO DE LA VISCOSIDAD, COMO CLASIFICARÍAS LOS FLUIDOS
  9. 9ENFOQUE PARA ESTUDIAR LA VELOCIDAD DE UN FLUIDOEn el enfoque lagrangiano se requier saber la trayectoria, velocidad y aceleración de cada partícula en cada instante de tiempo para poder describir el movimiento. Como en un fluido hay muchas partículas estamos jodidos.
    En el enfoque euleriano, conocemos lo que ocurre en una posición determinada del espacio en un instante, independientemente de la parícula que ocupe la posición en cada instante de tiempo.
  10. 10QUE SON LA LDC Y LA LDTLDC: envolvente de los vectores velocidad para un instante dado. Son líneas tangentes al vector velocidad en cada punto.
    LDT: es el lugar geométrico de los puntos del espacio ocupados, en un insntante, por partículas que en algún momento anterior han pasado por un punto llamado de anclaje pertenciente a la línea de traza.
    En el caso de que el campo de velocidades no varía con el tiempo, coincidirán dado que las partículas que pasan por un determinado punto tienen la misma trayectoria. También pueden coincidir en una tubería con régimen laminar donde la velocidad solo tiene una componente.
  11. 11QUE ES LA TENSIÓN SUPERFICIAL DE UN FLUIDOEs la energía necesaria para aumentar la superficie una unidad de área. Unidades de energía por unidad de superficie. (Nm/m^2).
  12. 12LEY DE HENRYLa capacidad de los líquidos de disolver un gas en su seno es proporcional a la presión.
  13. 13QUE ES LA CAVITACIÓNCuando disminuye la presión de un gas, también lo hace su temperatura de ebullición. Cuando la presión en una tubería es tan baja que el líquido hierve se llama cavitación y a esa presión se le conoce como presión de vapor.
  14. 14EQUIVALENCIA DE LAS ATMÓSFERAS CON LOS PASCALES, BARES, MMHG Y MCA1 atm=101325Pa=1,01325bar=760mmHg=10,33mca
  15. 15QUE ES UN MANÓMETROEs un instrumento que mide la presión atmosférica manométrica (no absoluta)
  16. 16COMO SON LAS PRESIONES EN LAS SUPERFICIES SUMERGIDASLa presión sobre una superficie sumergida depende de su distancia a la superficie libre.
  17. 17PRINCIPIO DE ARQUÍMEDESUn cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del fluido que desaloja. Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidroestática y se mide en Newtons.
  18. 18QUE ES EL PESO ESPECÍFICOSe llama peso específico a la relación entre el peso de una sustancia y su volumen. N/m^3.QUE ES EL PESO ESPECÍFICO
  19. 19DENSIDAD RELATIVANo tiene unidades, es el cociente entre la densidad del fluido y la del agua.
  20. 20COMO ES EL GRADIENTE DE VELOCIDADES EN EL FLUJO IDEAL, LAMINAR EL TUBERÍA, LAMINAR EN CANAL Y TURBULENTOIDEAL: no hay viscosidad, la velocidad es constante para todo el fluido.
    LAMINAR EN TUBERÍA: por la condición de adherencia formaría un paraboloide con velocidad cero en las paredes de la tubería y máxima en su centro.
    LAMINAR EN CANAL: por la condición de adherencia la velocidad sería cero en las paredes y fondo del canal y máxima en la superficie.
    TURBULENTO: trambólico.
  21. 21QUE FLUJO PRODUCE MÁS PÉRDIDAS POR CARGA: EL LAMINAR O EL TURBULENTOEn el TURBULENTO debido a que hay pérdidas por la rugosidad o porque las partículas chocan entre sí perdiendo energía.
  22. 22QUE FLUJO TIENE MAYOR VELOCIDAD: EL LAMINAR O EL TURBULENTOAsumiendo el mismo fluido, como el flujo se clasifica por el número de Raynods y la velocidad es directamente proporcional al número, como el flujo turbulento tiene mayor número de Raynolds también tendrá mayor velocidad.
  23. 23PROPIEDAD DE LAS LÍNEAS DE CORRIENTEDos líneas de corriente no pueden cruzarse en un instante dado
  24. 24QUÉ ES EL CAMPO DE VELOCIDADESVelocidad que tendrá una partícula que en un instante t ocupe una posición x y z
  25. 25DIFERENCIA ENTRE UN SISTEMA DE REFERENCIA INERCIAL Y NO INERCIALSISTEMA INERCIAL: el sistema de referencia es fijo o tiene una velocidad rectilinea y uniforme.
    SISTEMA NO INERCIAL: el sistema experimenta una aceleración respecto al sistema fijo.
  26. 26QUE ES EL TUBO DE CORRIENTESi trazamos una linea cerrada en el espacio y se tienen en cuenta las LDC que pasan por los puntos de esa línea se obtiene el tubo de corriente.
  27. 27PROPIEDADES DEL TUBO DE CORRIENTESi las líneas de corriente cambian con el tiempo, también lo harán los tubos de corriente (transitorio).
    No puede ser atravesado por el flujo (el TDC está delimitado por las líneas de corriente en su periferia.)
  28. 28CLASIFICACIÓN DE LOS FLUJOS SEGÚN EL CAMPO DE VELOCIDADES y LA VARIABLE TIEMPODIRECCIONALIDAD: número de componentes de la velocidad no nulos (i,j,k)
    DIMENSIONALIDAD: número de coordenadas espaciales de las que depende el campo (x,y,z)
    PERMANENTE/NO PERMANENTE: si el campo depende de la variable tiempo.
  29. 29CAPA LÍMITEZona en la que los esfuerzos cortantes no se manifiestan.
  30. 30FLUJO LAMINARLas líneas de corriente son prácticamente rectas ya que el fluido se desplaza en laminas paralelas que se deslizan unas sobre otras.
  31. 31FLUJO TURBULENTOExisten componentes pulsátiles de la velocidad en direcciones que no son la principal.
  32. 32COMPONENTE PULSÁTILRecoge información sobre las fluctuaciones alrededor de la media temporal. La media temporal de la componenete pulsátil es nula.
  33. 33NÚMERO DE REYNOLDSNúmero adimensional, cociente entre las fuerzas de inercia (predomimantes en el flujo turbulento) y las viscosas (predominantes en el flujo laminar).
  34. 34CONCICIÓN DE CONTINUIDAD DE LA TEMPERATURALa temperatura del fluido será la misma que la temperatura de la pared en contacto con él.
  35. 35FLUJO COMPRESIBLE, ADIABÁTICO E ISOTERMOINCOMPRESIBLE: cuando las variaciones de densidad son despreciables.
    ADIABÁTICO: no hay transmisión de calor
    ISOTERMO: la temperatura será constante en todo el flujo.
  36. 36CAUDAL VOLUMÉTRICOVolumen de fluido que atraviesa una sección, durante una unidad de tiempo.
    dQ=dA*V
  37. 37CAUDAL MÁSICOMasa de las partículas de fluido que atraviesa la superficie por unidad de tiempo.
    dG=rho*V*dA
  38. 38SISTEMA DE CONTROL, VOLUMEN DE CONTROL y SUPERFICIE DE CONTROLSISTEMA DE CONTROL: Conjunto de partículas de un fluido que en un instante dado ocupan una región del espacio, denominado volumen de contro. La masa del sistema de control es un invariante.
    VOLUMEN DE CONTROL: región arbitraria del espacio usado para conocer las transformaciones de un fluido cuando la atraviesa
    SUPERFICIE DE CONTROL: frontera o contorno del volumen de control
  39. 39ECUACIONES DE LA DINÁMICA INTEGRAL. TARECUACIÓN DE LA CONSERVACIÓN DE LA MASA (CONTINUIDAD): H=m h=1 escalar
    ECUACIÓN DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA (Bernouilli): H=E, h=E/m escalar
    ECUACIÓN DE CONSERVACIÓN DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO: H=mv h=v vectorial
  40. 40DONDE VA LA H DE LA BOMBA Y LA DE FRICCIÓN EN LA ECUACIÓN DE BERNUILLIEn la ecuación de Bernuilli Generalizada los términos de aportes energéticos van a la derecha y los de pérdidas eneréticas a la izquierda.
    La h de la bomba va la derecha y la h de fricción va a la izq uierda.    DONDE VA LA H DE LA BOMBA Y LA DE FRICCIÓN EN LA ECUACIÓN DE BERNUILLI
  41. 41QUE REPRESENTA EL TÉRMINI SUM(Fext) en la ecuaciónd e la cantidad de movimiento.Es la suma vectorial de todas las fuerzas ejercidas desde el entorno sobre el volumen de control.
  42. 42CONDICIONES A APLICAR EN LA ECUACIÓN DE BERNUILLI GENERALIZADAEl flujo debe ser ideal, unidimensional en la línea de corriente, permanente (con aceleración local nula), imcompresible y con pérdidas energéticas despreciables.
  43. 43COEFICIENTE CORRECTOR ALPHA EN LA ECUACIÓN DE BERNUILLIComo en la ecuación de Bernuilli usamos valores promedios y velocidad en la altura cinética está elevada al cuadrado necesitamos un parámetro corrector (el cuadrado del promedio no es el promedio de los cuadrados).
    El parámetro siempre es mayor que uno, siendo 1 en el flujo turbulento y 2 en el laminar.
  44. 44TÉRMINOS DE LA ECUACIÓN DE BERNUILLILas unidades de los términos son las de enería por unidad de peso, quedando el concepto de altura.
    ALTURA DE PRESIÓN: relacionada con la energía de presión o elástica.
    ALTURA GEOMÉTRICA: relacionada con la enería potencial gravitatoria.
    ALTURA CINEMÁTICA: relacionada con la energía cinética.
    ALTURA PIEZOMÉTRICA: altura de presión + altura geométrica.
  45. 45TÉRMINO DE INERCIA EN LA ECUACIÓN DE BERNUILLI GENERALIZADA TÉRMINO CORRECTOR BETASe define como la energía empreada en acelerar el flujo en un trayecto.
    Necesitamos un segundo término corrector beta. beta=1 en régimen turbulento y beta=4/3 en laminar.
  46. 46TÉRMINOS DE PÉRDIDAS ENERGÉTICAS EN LA ECUACIÓN DE BERNUILLI GENERALIZADAPérdidas por fricción, péridas menores (válvulas, acoplamientos, entradas a depósitos...) y pérdidas por turbinación.
  47. 47RELACIÓN ENTRE ALTURAS Y POTENCIASon dos formas distintas de expresar tranferencia de energía.
    Altura: energía por unidad de peso de fluido circulante. Julios por cada Newton de peso.
    Potencia: energía por unidad de tiempo transcurrido. Julios por cada segundo de funcionamiento.
  48. 48CONDICIONES DEL FLUJO COMPRESIBLE ISOTERMOEl fluido es un gas perfecto.
    A través de una sección circular.
    Flujo real.
    Pérdidas de carga siguen la ecuación de Darcy-Weisbach
  49. 49PROPIEDAD EXTENSIVA E INTENSIVAExtensiva: depende de la masa.
    Intensiva: no depende de la masa.
  50. 50DIFERENCIAS ENTRE LA ECUACIÓN DE BERNUILLI Y LA DE EULER. UNIDADES, CONDICIONESEULER representa el balance de fuerzas diferenciales por unidad de mada que actúa sobre una partícula de fluido que se mueve a lo largo de una línea de corriente, inmersa en un fluido IDEAL y UNIDIMENSIONAL. Se puede usar para flujos permanentes y transitorios, en compresibles e incompresibles. Las unidades en fuerza por unidad de masa. En forma diferencial
    BERNUILLI representa un balance energético del reccorido que hace una partícula del fluido entre dos puntos concretos, en un flujo IDEAL, UNIDIMENSIONAL, PERMANENTE E INCOMPRESIBLE. Con unidades de enerñgia por unidad de peso. En forma integral.
    Como es un flujo permanente el término de la aceleración local se anula.
    La aceleración local representa el cambio de velocidad del flujo con el tiempo.    DIFERENCIAS ENTRE LA ECUACIÓN DE BERNUILLI Y LA DE EULER. UNIDADES, CONDICIONES
  51. 51CONDICIONES NORMALES Y CONDICIONES ESTÁNDARCondiciones normales: p*=101325Pa=1atm T=0ºC=273K
    Condiciones estandar: p*=101325Pa=1atm
    T=15ºC=288K
  52. 52TAR: dHsist/t, TÉRMINO LOCAL Y TÉRMINO CONVECTIVOdHsist/t: como cambia la propiedad extensiva con el tiempo.
    TÉRMINO LOCAL: variación temporal de la porpiedad extensiva encerrada en el volumen de control en el instante t. Con h: propiedad específica.
    TÉRMINO CONVECTIVO: flujo de la propiedad H a través de las paredes de la superficie de control en un instante t.
  53. 53EN EL TAR, QUÉ REPRESENTA LA VELOCIDAD EN EL TÉRMINO CONVECTIVOLa velocidad relativa del flujo respecto a la superficie de control. Vr,sc=V - Vsc
  54. 54CUANDO ESTÁN EL PROBLEMA MECÁNICO Y TÉRMICO DESACOPLADOS. POR QUEEn los flujos incompresibles el problema mecánico y el térmico están desacoplados (son independientes). Se puede resolver el problema sin el balance de energía (4 ecuaciones (balance de fuerzas (3) y la ecuación de continuidad (1)) con 4 incógnitas (3 velocidades y la presión))
  55. 55INCÓGNITAS EN LOS PROBLEMAS DE DINÁMICA DE FLUIDOSINCÓGNITAS MECÁNICAS: componentes de la velocidad (3), presión y densidad.
    INCÓGNITAS TERMODINÁMICAS: temperatura y energía interna.
  56. 56ECUACIONES DE LA DINÁMICA DE FLUIDOSBalance de masa, balance de energía, balance de fuerzas (3) y ecuaciones de estado (2)
  57. 57ECUACIÓN DEL BALANCE DE MASAS EN LA DINÁMICA DE FLUIDOSLa variación de densidad respecto al tiempo es igual a la divergencia de densidad*velocidad (balance de flujo másico a través de la superficie de control).
    La tasa de cambio (rate of change) de la masa es igual a la masa que entra menos la masa que sale.    ECUACIÓN DEL BALANCE DE MASAS EN LA DINÁMICA DE FLUIDOS
  58. 58ECUACIÓN DE CONTINUIDAD. CONDUCCIONES Y DEPÓSITOSLa variación con el tiempo de la masa encerrada en el VC es igual al flujo neto de masa que por unidad de tiempo atraviesa la SC.
    Si el flujo de entrada es mayor que el de salida la masa en el VC aumenta con el tiempo y viceversa.
    EN UNA CONDUCCIÓN, el caudal másico que entra es el mismo que sale. Si el flujo es incompresible, el caudal volumétrico que entra es igual al que sale.
    EN DEPÓSITOS: la masa de VC será variable con el tiempo en función del balance entre las entradas y salidas.
    DEPÓSITOS ATMOSFÉRICOS: el fluido será incompresible y el volumen de control no constante.
    DEPÓSITOS DE GASES: fluido compresible con volumen constante.
    DEPÓSITOS PRESURIZADOS: la masa del fluido compresible es cte y la del incompresible variable. Solo entra y sale el fluido.    ECUACIÓN DE CONTINUIDAD. CONDUCCIONES Y DEPÓSITOS
  59. 59BERNUILLI: CONVERSIÓN DE ENERGÍA DE PRESIÓN EN ENERGÍA POTENCIAL EN UNA CONDUCCIÓNComo el área es cte en la conducción, v1=v2. Como la energía potencial aumenta, la presión disminuye.
  60. 60BERNUILLI: CONVERSIÓN DE ENERGÍA CINÉTICA EN PRESIÓN EN UNA CONDUCCIÓN CON ENSANCHAMIENTOComo hay un ensanchamiento, D1 V1>V2. Como los dos están a la misma cota, una disminución en la eneróa cinética supone un aumento en la presión.

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Flashcards on MECANICA DE FLUIDOS, created by Alejandro Pacheco Ferrer on 05/04/2020.
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