FLUIDOS EN MOVIMIENTO

HIDRODINAMICA:

Es la parte de la hidráulica que estudia el comportamiento de los líquidos en movimiento. Para ello considera entre otras cosas la velocidad, la presión, el flujo y el gasto del líquido.

En el estudio de la hidrodinámica, el teorema de Bernoulli, que trata de la ley de la conservación de la energía, es de primordial importancia, pues señala que la suma de las energías cinética, potencial y de presión de un líquido en movimiento en un punto determinado es igual a la de otro punto cualquiera.

 

Un fluido también puede moverse o desplazarse, y la hidrodinámica nos ayuda a estudiar este fenómeno. Para facilitar la comprensión de estas características debemos tomar en cuenta las siguientes:

·         Los líquidos son incompresibles.

·         La viscosidad no afecta el movimiento del fluido, es decir la fricción ocasionada por el paso del líquido en las paredes de la tubería se considera despreciable.

·         El flujo del líquido a través de las tuberías es estable y estacionario, es decir, no hay turbulencias, si colocamos una partícula dentro del fluido, esta debe seguir la misma trayectoria y adquirir la misma velocidad del flujo.

RELACION DE ENTRADA Y SALIDA:

El gasto es la relación que existe entre la cantidad de volumen del fluido que pasa a través de una tubería en determinado tiempo.

G =

G= gasto ( /s)

V= volumen ( )

t= tiempo (s)

Además, el gasto puede calcularse como:

G= Av

Donde

A= área ( )

v= velocidad (m/s)

Esto se debe a que V= Ad, sustituyendo en G=

Y como v =  , entonces: G= Av

El flujo se define como la cantidad de masa de fluido que puede pasar a través de una tubería en determinado tiempo, y se describe como 

F= F= flujo (kg/s) m= masa (kg) t= tiempo (s)

 

 

 

 

También puede relacionarse la densidad para determinar el flujo, ya que  queda m=pV, sustituyendo en la fórmula de flujo: F=

Podemos realizar otra sustitución, ya que G=  queda: F= Pg

Considerando que el volumen de líquido que entra por la tubería es el mismo que el volumen que sale por ella, podemos obtener una relación denominada ecuación de continuidad.

Esta relación establece que la cantidad de líquido que pasa a través de una tubería angosta, lo hace a mayor velocidad que cuando pasa por una tubería más ancha.

Como el volumen es constante, el gasto también lo es, así que

 G1 = G2

Donde

G1= gasto en el punto 1

G2 = gasto en el punto 2

Por lo tanto,

A1v1 =A2 v2

Donde

A1 = área del punto1

v1 = velocidad en el punto 1

A2 = área del punto 2

v2= velocidad en el punto 2