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FUNDAMENTOS DE INVESTIGACIÓN
HIDRODINÁMICA
II-A
FECHA DE ENTREGA: 5 de febrero de 2010
HIDRODINÁMICA
La hidrodinámica estudia el comportamiento mecánico de los líquidos en movimiento. En sentido más restringido estudia el comportamiento del agua en movimiento, en las obras y máquinas de ingeniería.
Estarama de la mecánica se caracteriza porque la mayor parte de los problemas que aparecen se resuelven acudiendo a la experimentación, o bien hay que corregir el resultado analítico obtenido mediante la experimentación.
Normalmente el movimiento del agua es debido a su propio peso, siguiendo las leyes dinámicas de Newton, aunque hay algunos casos, como las impulsiones, en las que el movimiento delagua se produce porque le aplicamos una fuerza con sentido contrario a la fuerza de la gravedad.
En el estudio de la hidrodinámica y por tanto del movimiento del agua, se considera el agua como un medio fluido, que bajo la acción de las fuerzas, se deforma continuadamente con una velocidad de deformación tanto mayor cuanto mayor sean la fuerzas aplicadas, pero sin romperse, manteniendo lacontinuidad material del mismo.
Esta característica propia de los fluidos y por tanto del agua, se expresa redundantemente diciendo que los fluidos fluyen, pudiendo hablarse indistintamente del movimiento o del flujo de los fluidos.
Otra característica fundamental del agua y que sirve para el estudio de esta velocidad de deformación es su viscosidad, entendiendo la misma como la relación existenteentre la fuerza aplicada a un fluido, y la velocidad con que se produce la deformación propia del proceso de fluir.
Fluidos
Existen diversos tipos de fluidos según sus características, pero antes es necesario recordar que es un fluido.
Se denomina así al sistema de partículas que, a diferencia de los sólidos, no están unidas rígidamente y pueden moverse con una cierta libertad unasrespecto de las otras.
Esto le permite ceder a cualquier fuerza tendiente a alterar su forma, con lo que fluye adaptándose a la del recipiente.
Como se había mencionado anteriormente existen distintos tipos de fluidos Para tratar tal diversidad, nos ayuda identificar algunos de los tipos básicos de flujo de fluidos.
Flujo Estacionario o No estacionario de un Fluido En el flujo estacionariola velocidad de las partículas de fluido en cualquier punto es constante con el transcurrir del tiempo. El flujo no estacionario existe siempre que la velocidad en un punto del fluido cambie con el tiempo.
Flujo Turbulento El flujo turbulento es tipo extremo de flujo inestable y ocurre cuando hay obstáculos angulosos o curvas en la trayectoria de un fluido moviéndose rápidamente. En el flujoturbulento, la velocidad en un punto cambia erráticamente de un momento a otro, tanto en magnitud como en dirección.
Flujo Compresible o Incompresible de un Fluido La mayoría de los líquidos son incompresibles; esto es, la densidad de un líquido permanece más o menos constante a los cambios de presión que experimenta. Como una buena aproximación, entonces, los líquidos fluyen de maneraincompresible. En contraste, los gases son altamente compresibles. Sin embargo, hay situaciones en las cuales su densidad permanece suficientemente constante que el flujo puede considerarse incompresible.
Flujo Viscoso o No viscoso de un Fluido Un fluido viscoso, como la miel, no fluye fácilmente y se dice que tiene una gran viscosidad. En contraste, el agua es menos viscosa y fluye fácilmente; el agua esmenos viscosa que la miel. El flujo de un fluido viscoso es un proceso disipativo de energía. Un fluido con viscosidad cero fluye de manera fácil sin disipación de energía. Aunque no hay fluidos con viscosidad cero a temperaturas normales, algunos fluidos tienen pequeñas viscosidades despreciables. Un fluido incompresible, no viscoso se llama un fluido ideal.
Flujo Estacionario Cuando el…
