Principios Fundamentales de la Mecánica de Fluidos y Dinámica de Energía

Conceptos Fundamentales de la Mecánica de Fluidos

Potencia: Es la cantidad de energía transmitida o generada por unidad de tiempo.

Esfuerzo: Se define como la fuerza por unidad de superficie que no necesariamente produce deformación.

Esfuerzo cortante:

Dinámica y Propiedades de los Fluidos

Flujo de Couette

Consideramos un líquido que reposa sobre una superficie sólida horizontal; a su vez, sobre el líquido descansa una tabla, lo que nos permite definir un prisma MNOP. Si aplicamos una fuerza horizontal en la tabla, se transmitirá un esfuerzo al fluido. Este esfuerzo genera una deformación que se observa en un nuevo prisma que se representa después de aplicar una fuerza.

Viscosidad Cinemática

La viscosidad se combina habitualmente con la densidad; por esto resulta conveniente plantear un término que las conjunte: la viscosidad cinemática.

Clasificación de los Fluidos

• Dependientes del tiempo: Tixotrópicos y reopécticos.
• Independientes del tiempo:
  • Fluidos Newtonianos.
  • No Newtonianos: Pseudoplásticos y dilatantes.

Parámetros de Medición de Flujo

Presión: Es un esfuerzo axial de compresión.

Gasto: Cantidad de volumen que fluye a través de una sección transversal de un conducto por unidad de tiempo.

Gasto másico: Cantidad de masa que fluye por la sección transversal de un conducto por unidad de tiempo.

Flujo en peso: Cantidad de peso que fluye por la sección transversal de un conducto por unidad de tiempo.

Principios y Ecuaciones Fundamentales

Ecuación de Continuidad

Es consecuencia del principio de conservación de la materia, que indica que la cantidad de materia en un flujo es constante para todas las secciones del conducto; es decir, la cantidad de fluido que fluye en cualquier sección de un conducto.

Ecuación de la Energía

Esta ecuación es consecuencia del principio de conservación de la energía. En un flujo, los principales tipos de energía que dominan son:

• La energía potencial: Se debe al peso del elemento de fluido y su posición.
• La energía de presión: Se debe a la fuerza que se origina por la presión de flujo a lo largo de la trayectoria del elemento.
• La energía cinética (o de velocidad): Se debe a la velocidad con la que fluye el elemento.