Estática y Dinámica de Fluidos

Estática y dinámica de fluidos
(Definir el concepto de)
 Fluido: Medio continuo (entendiendo por tal la materia sin discontinuidades y, por tanto,
con propiedades físicas uniformes) fácilmente deformable.
 Presión hidrostática: Da cuenta de la presión o fuerza que el peso de un fluido en reposo
puede llegar a provocar. Se trata de la presión que experimenta un elemento por el sólo
hecho de estar sumergido en un líquido.
 Conservación de energía: Si el trabajo realizado por las fuerzas no conservativas es
despreciable, la energía mecánica se conserva.
(Describir)
Tipos de fluidos y características reológicas:
 Fluidos ideales: densidad constante, incompresible, no presentan viscosidad, irrotacional y

estacionario, lo que significa que todas las partículas de fluido que pasan por determinado
punto tienen la misma velocidad.
 Fluidos reales: hay rozamientos y por lo tanto viscosidad, pueden ser compresibles, aunque
los líquidos son incompresibles en un amplio rango de presiones y temperaturas.
 Fluidos newtonianos: Las fuerzas de rozamiento que aparecen entre las capas de fluido en
movimiento una con respecto a la otra, para una superficie de contacto dS, vienen dadas por
la fórmula de Newton de la viscosidad: τ = μ (Δv/ Δy).
 Fluidos no newtonianos: Aquellos fluidos que no siguen la ley de Newton del rozamiento
interno. El comportamiento de los fluidos no newtonianos se representa mediante las curvas
de corriente, curvas reológicas o reogramas.
o Fluidos pseudoplásticos: Al aumentar la velocidad de variación de la velocidad la
fuerza cortante viscosa aumenta menos que con los newtonianos.
o Fluidos dilatantes: Tienen el comportamiento contrario al de los fluidos
pseudoplásticos.
Relogía, viscosidad, viscocidad cinemática y fricción:
 Reología: La ciencia que se ocupa de los fluidos no newtoniano.

 Viscosidad: La viscosidad de un fluido es la propiedad que relaciona causa (esfuerzo) y efecto
(deformación). En el sistema internacional se expresará en kg · m -1 · s-1, una unidad
denominada poiseuille. Se podría definir como la resistencia a la deformación de un fluido
que sometido a un esfuerzo cortante puro de 1 N/m 2 responde con un gradiente de
velocidades de 1 m/s por metro.
 Viscosidad Cinemática: Cociente entre la viscosidad μ y la densidad ρ de un fluido se le llama
viscosidad cinemática (v = μ/ρ). Incluye la longitud y tiempo. Su unidad es el centistoke (cSt).
 Fricción: Fuerza que existe entre dos superficies en contacto y las cuales que se opone al
movimiento relativo entre una y otra superficies. La viscosidad genera fricción que se disipa
en calor y que lo calienta.
Ecuación de Bernoulli (describir sus variables)
La energía de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes:
 Cinética: energía debida a la velocidad que posea el fluido.

 Potencial gravitacional: energía debido a la altitud que un fluido posea.
 Energía de flujo: energía que un fluido contiene debido a la presión que posee.
o V = velocidad del fluido en la sección considerada.
o g = aceleración gravitatoria.
o P = presión a lo largo de la línea de corriente.
o ρ = densidad del fluido.
o h = altura
(Describir)
Dinámica de fluidos: En dinámica de fluidos, hay casos en los que la densidad no varía a lo largo del
flujo, incluso en un fluido compresible, por lo que a ese flujo le podemos aplicar las leyes de los
fluidos incompresibles. Cuando un fluido viscoso circula por una tubería horizontal uniforme, la
presión a lo largo de una línea de flujo disminuye, al contrario de lo que ocurre en un fluido perfecto.
Al no variar la sección de la tubería, la velocidad del flujo en la misma no varía, al contrario de la
presión.
Ejercicio práctico (con ecuación de Bernoulli)
El tanque de una poceta tiene una sección rectangular de dimensiones 20cmx40cm y el nivel del
agua está a una altura
h = 20 cm por encima de la válvula de desagüe, la cual tiene un diámetro d 2 = 5 cm. Si al bajar la
palanca, se abre la válvula:
a) ¿Cuál será la rapidez inicial de desagüe por esa válvula en función de la altura de agua remanente
en el tanque?
b) ¿Cuál es la rapidez inicial de desagüe? No desprecie la velocidad en la superficie del tanque.
Aplicando la ecuación de Bernoulli
Calculamos la rapidez
(Describir) Importancia de la mecánica de fluidos en la termodinámica y las ingenierías: conocer su
comportamiento, cómo trasegarlos o cómo aprovechar su movimiento natural (mediante, por
ejemplo, un aerogenerador eólico), es de una importancia incuestionable que no ha hecho sino
aumentar con el paso del tiempo. A la mecánica de los fluidos debemos la ingeniería del agua,
siendo un evidente ejemplo, el acueducto de Segovia; la aerodinámica, supersónica, ondas de
choque, turbinas y compresores.
Cuestionario
1. ¿?
2. ¿?
3. ¿?
4. ¿?
5. ¿?

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(Definir el concepto de)

Tipos de fluidos y características reológicas:

 Fluidos ideales: densidad constante, incompresible, no presentan viscosidad, irrotacional y

Relogía, viscosidad, viscocidad cinemática y fricción:

 Reología: La ciencia que se ocupa de los fluidos no newtoniano.

Ecuación de Bernoulli (describir sus variables)

La energía de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes:

 Cinética: energía debida a la velocidad que posea el fluido.

Ejercicio práctico (con ecuación de Bernoulli)

Aplicando la ecuación de Bernoulli

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