BENEMERITA UNIVERSIDAD AUTONOMA DE PUEBLA

FACULTAD DE INGENIERIA

GEOTERMIA

PROF. NICOLAS GRIJALVA Y ORTIZ

DINAMICA DE FLUIDOS

RAYMUNDO ERIC AMARO MARTINEZ

26 DE AGOSTO DE 2010

MECANICA DE FLUIDOS

•  Mecánica de fluidos, es la parte de la física que se ocupa de la acción de los fluidos en reposo o en movimiento,

• Mecánica de fluidos – Estática – fluidos en reposo– Dinámica – fluidos en movimiento

• Hidrodinámica – Flujo de líquidos• Aerodinámica – Comportamiento del aire y gases,

cuando los cambios de velocidad y presión son grandes para incluir los efectos de la compresión

DINAMICA DE FLUIDOS

La dinámica de los fluidos no es más que la aplicación de los principios de la física (conservación de la materia, segunda ley de Newton, primera de la termodinámica) a los fluidos, los que caracterizaremos como un medio continuo, con ciertas leyes constitutivas específicas que especifican su comportamiento interno cuando son sometidos a fuerzas.

FLUIDO

• Un fluido es una sustancia o medio continuo que se deforma continuamente en el tiempo ante la aplicación de una solicitación o tensión tangencial sin importar la magnitud de ésta.

• La posición relativa de sus moléculas puede cambiar continuamente.

• Todos los fluidos son compresibles en cierto grado. No obstante, los líquidos son mucho menos compresibles que los gases.

• Tienen viscosidad, aunque la viscosidad en los gases es mucho menor que en los líquidos.

• · la viscosidad es la resistencia que presenta un fluido a ser movido por una fuerza.

TIPOS DE FLUJO

• Laminar: El flujo es ordenado y predecible, el movimiento se produce en capas o láminas, las soluciones matemáticas son factibles. En este flujo las

• partículas se mueven en trayectorias independientes de las partículas de capas adyacentes.

• Turbulento: El movimiento de las partículas individuales es aleatorio es impredecible. En el que comúnmente se produce

• Flujo no viscoso: Es aquel para el cual la fuerza de fricción interna es despreciable en comparación con otra fuerzas. Un fluido que presenta fricción interna muestra una resistencia a su movimiento.

• - Viscosidad: Es una medida de la resistencia del fluido a su movimiento.

• - Existen los fluidos viscosos, aquí la fricción interna es importante; la viscosidad caracteriza la tensión interna en un fluido.

Ondas, vórtices e inestabilidades

Las ondas y vórtices son un caso especial de flujo que caen dentro de los laminares. Son un paso de transición entre los sistemas laminar y turbulento.

La transición es un punto de inestabilidad del flujo medio inicial. La inestabilidad puede conducir a crecimiento de ondas, rompimiento de éstas y a turbulencia caótica y al azar.

COMPORTAMIENTO DE UN FLUJO

ECUACIONES DE FLUIDOS

• Donde μ es viscosidad cortante2

112

tadoccc_adutLecture21. - WordMicrosoft

xu

2

112 x

u

• Es decir que para un fluido perfecto

• Donde D es un tensor de viscosidad y E es un tensor de tensión

• Para un fluido isotrópico

• Para un volumen en tensión

• Para stress en un fluido

• Donde es la viscosidad volumétrica y para varias aplicaciones esto se conoce como el fluido de Stokes

Donde y • Así n es indicado para viscosidad

y algunas veces

Aunque otro factor importante es como

se comportan los materiales en ciertas condiciones continuas

Otras condiciones son:

Derivada de material

Conducción de calor

• Ley de conservación de la masa

y para un fluido incomprensible con

propiedades constantes

Y con o viscosidad continua

Esto es igual a la ecuación de Navier Stokes

Y por lo general se aplica para encontrar valores en forma dimensional

APLICACIONES

• Flujos de intercambio en estuarios• Derrame repentino de un gas más denso que el aire en la

atmósfera• Descarga de sedimentos de los ríos en lagos y estuarios• Descarga de desperdicios industriales en ríos, lagos u océanos• Flujos producidos en tormentas severas• Frentes de brisa marina• Modelado del paisaje costero marino• Avalanchas• Flujos volcánicos

Puesto que las corrientes de gravedad ocurren en muchas y diferentes situaciones naturales y pueden también ser ocasionados por el hombre, el conocimiento de sus propiedades es de importancia para muchas disciplinas científicas.