ING. GIOVENE PEREZ CAMPOMANESDINAMICA DE FLUIDOS

4.1 OBJETIVOSAplicar los principios de la fsica sobre la: conservacin de masa, cantidad de movimiento y de la energa.Representar los conceptos del movimiento de los fluidos reales.

4.2 INTRODUCCIONEs el estudio del fluido en movimiento tomando en cuenta la aplicacin de los principios fundamentales de la mecnica y la termodinmica, para desarrollar un entendimiento fsico entre las propiedades de los fluidos y las fuerzas que interactan entre el fluido y sus fronteras, determinando un patrn de flujo resultante.

Las ecuaciones bsicas que describen el flujo en movimiento son: Principio de conservacin de la materia (Ecuacin de Continuidad).Principio de conservacin de cantidad de movimiento (2da. Ley del Movimiento de Newton).Principio de conservacin de la energa (1ra. Ley de la Termodinmica).Principio de entropa (2da. Ley de la termodinmica)

En adicin a los principios fundamentales, existen numerosos principios secundarios, que se aplican a tipos especficos de medios continuos, entre ellos:

Ecuacin de estado de los gases perfectos, aplicable slo a fluidos que se aproximan al gas perfecto, tales como el aire, el oxgeno y el helio.

Ley de Newton de la viscosidad, es cierta solamente para algunos fluidos denominados fluidos newtonianos, y no se aplica a slidos.

Existen cinco variables bsicas en Mecnica de Fluidos: 3 componentes de velocidad y 2 propiedades termodinmicas que pueden ser: Temperatura, Presin, Densidad, Entalpa, Entropa, etc. (Se escogen solo dos propiedades termodinmicas porque son suficientes para determinar el estado fluido).

Estas cinco variables determinadas en funcin del espacio y del tiempo, describen el campo de flujo de un fluido. Se necesitan entonces cinco ecuaciones independientes para resolver las incgnitas:Tres componentes de la ecuacin del movimientoEcuacin de Continuidad.Ecuacin de Energa.

En un flujo turbulento aparecen incgnitas adicionales para el mismo nmero de ecuaciones lo cual impide un desarrollo completamente terico del problema.

4.3 Anlisis integral y diferencial:4.3.1 El anlisis Integral: Es el anlisis fsico de un volumen imaginario (volumen de control), transformando las leyes bsicas del sistema a un sistema de ecuaciones integrales en un volumen de control, haciendo uso del mtodo euleriano.Al analizar un volumen de control no siempre se dispone de datos detallados sobre el flujo con el cual se puedan dar simplificaciones de las integrales. Una informacin ms detallada se obtiene por medio de pruebas de laboratorio (modelos a escala reducida) por tcnicas analticas, reduciendo el estudio a puntos fijos de donde se obtienen finalmente las ecuaciones de la Mecnica de los Fluidos en forma Diferencial

4.4 Ecuacin de continuidad - conservacin de la masa:4.4.1 Ecuacin de continuidad en forma integral:(7.1) Forma General de la Ec. de Continuidad La relacin de cambio de masa dentro del volumen de control, es igual al flujo neto de masa al atravesar la superficie de control .

velocidad relativa, medida respecto al volumen de control.

normal del diferencial del reaflujo que entra: flujo que sale:

Forma unidimensional de la ecuacin de continuidad: Si tenemos un flujo continuo y permanente en un ducto. Considerando el flujo incompresible, normal a las secciones transversales y que no hay flujo a travs de la superficie lateral del ducto:

Como el fluido es incompresible: =cte. Aplicando esta condicin en la ecuacin de continuidad (7.1):La velocidad media se puede expresar como, entonces: (b)

de (b) en (a):(c) Es la ecuacin de continuidad para flujo uniforme y permanente, siendo flujo msico. De la condicin del enunciado el flujo es incompresible, por lo tanto: 1=2= y la ecuacin (c) se transforma en:Que es la ecuacin de continuidad para flujo permanente, incompresible y unidimensional..

4.4.2 Ecuacin de continuidad en forma diferencial:Considerando: un V.C. de dimensiones dx, dy, dz; que el flujo de masa a travs de la superficie de control, es igual a la velocidad de prdida de masa en el interior del volumen de control.Haciendo el anlisis de flujo de masa en el V.C., a nivel diferencial obtenemos :Ecuacin general de Continuidad en forma Diferencial

Que simplificando se puede expresar como:(a)(b) Reduciendo la expresin (a) para un fluido permanente incompresible: = 0 y /t = 0Entonces:( 4.5)Ecuacin de Continuidad para flujo permanente e incompresible.( 4.6)

SE PUEDE APLICAR LA ECUACION DE CONTINUIDAD?

SE PUEDE APLICAR LA ECUACION DE CONTINUIDAD?

FIN DEL TEMA

PRACTICA DIRIGIDA

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