Fundamentos de la Mecánica de Fluidos: Conceptos Clave, Viscosidad y Tipos de Flujo
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REDEFINICIÓN DE FLUIDO, incluyendo la hipótesis de continuidad: • Medio material continuo • Que se deforma continua e irreversiblemente • Bajo la acción de esfuerzos, por pequeños que estos sean • Con velocidad de deformación dependiente de la magnitud de la fuerza
Condición de ADHERENCIA (o de NO-DESLIZAMIENTO): las partículas de fluido en
Contacto con un contorno tienen la misma velocidad que ese contorno (por rugosidad,
Interacción entre partículas).
Tensiones tangenciales
Sea el caso de flujo por arrastre (viscoso) de un plano móvil:
• El desplazamiento del plano induce
movimiento del fluido en la misma dirección
X, con v = f(y).
• La fuerza F (cte.) necesaria para obtener vp
Depende del fluido.
• Para vp el fluido genera sobre el plano
Una fuerza –F, originándose por tanto una
Tensión:
A su vez, el plano “tira” del fluido con la
Misma tensión en sentido x positivo.
• Cada partícula de fluido tiene v(y) è se
Induce un estado de tensiones de sentido
(+) desde las partículas adyacentes que van
Más rápido y de sentido (-) desde las que van
Más lentas.
• La tensión local depende de la diferencia
De velocidad respecto a partículas
Adyacentes
Fluidos
Ideales: µ = 0
Newtonianos: τ función lineal de γ .
Viscosidad µ constant
Viscosidad µ constant
No newtonianos: Viscosidad µ variable.
Capilaridad
Movimiento (ascenso o descenso) por efecto de la tensión superficial y la Adherencia del líquido sobre un medio material. •
Subpresión
Disminuye la reacción normal en la base de la presa, por lo que disminuye la fuerza necesaria Para su deslizamiento. - En función del modelo de subpresión adoptado, aumenta los momentos Desestabilizadores.
Flujo laminar = estable (de líneas de corriente o viscoso):
- Movimiento como deslizamiento de láminas de espesor infinitesimal sobre las láminas
Adyacentes.
- El movimiento relativo de partículas ocurre a escala molecular.
- Las partículas se mueven en líneas de corriente o trayectorias definidas y observables.
- Cualquier perturbación se amortigua.
- Sucede si las tensiones viscosas son grandes, el parámetro que gobierna el flujo es la
viscosidad
Flujo laminar = estable (de líneas de corriente o viscoso):
- Movimiento como deslizamiento de láminas de espesor infinitesimal sobre las láminas
Adyacentes.
- El movimiento relativo de partículas ocurre a escala molecular.
- Las partículas se mueven en líneas de corriente o trayectorias definidas y observables.
- Cualquier perturbación se amortigua.
- Sucede si las tensiones viscosas son grandes, el parámetro que gobierna el flujo es la
Viscosidad
Flujo estacionario:
- Todas las condiciones en un punto dentro de una corriente se mantienen constantes con
Respecto al tiempo.
- Las condiciones pueden ser distintas en puntos diferentes
Trayectoria
Línea que va recorriendo una partícula a lo largo del tiempo. Punto de vista lagrangiano.
• Velocidad tangente en todos los puntos
Traza
Línea que en un instante tref definen las partículas que han ido pasando por una misma
Posición de referencia r0 en distintos instantes previos t0.
• Son las líneas que se visualizan en experimentación con inyección de colorantes u
Otras técnicas.
Líneas de corriente
Línea que en un instante tref es tangente al vector velocidad en todos los puntos. Punto de vista
Euleriano.
benoulli
El trinomio de Bernoulli resulta constante a lo largo de una línea de corriente si el fluido
Es incompresible, el movimiento es permanente y el fluido es ideal o perfecto