Similitud y Semanzaja Hidraulica

SIMILITUD Y SEMEJANZA
HIDRAÚLICA: ESTUDIOS DE
MODELOS
Mecánica de Fluidos
Ing. : José Herrera Machuca

Integrantes:
Costales Saucedo, Edwin
Cholan Álvarez, Cesar
Rojas Vasquez, Junior
Valdiviezo Naveda, Esperanza
CONCEPTO
Se llama semejanza a la relación existente entre una magnitud física en el prototipo y el modelo
expresado en las mismas unidades.
SEMENJANZA Y ESTUDIOS EN MODELOS
• Debido a que a todos los fenómenos físicos no se les puede explicar a través de una expresión matemática, se
hace necesario realizar experimentos para poder predecir y conocer alguna propiedad en particular: Es por esta
razón en que nace la denominada “TEORIA DE MODELOS”, la cual permitió trasladar el comportamiento del
MODELO al denominado PROTOTIPO, a través de un factor de semejanza llamado “ESCALA” (puede ser escalas
de longitudes, de velocidades, de aceleraciones, de tiempos, de fuerzas, etc.)
• MODELO: Es una reproducción a escala adecuada del denominado prototipo. No siempre el modelo es mas
pequeño que el prototipo.
• PROTOTIPO: Es aquel objeto construido para ser sometido a condiciones reales de trabajos.
ESTUDIOS DE MODELOS
Los modelos se hacen de materiales diversos madera, escayola, metales,

hormigón, plástico, etc.
No es necesario ensayar con el mismo fluido que utilice el prototipo. El agua y
el aire son los fluidos que generalmente se utilizan.
Los ensayos de canalizaciones, puertos, presas, aliviaderos, etc, se hacen en

los laboratorios de hidráulica.
Los ensayos de modelos de aviones, y en general de cuerpos sumergidos, se
hacen en túneles de viento y en túneles de agua .
Los ensayos de barcos se hacen en los llamados canales hidrodinámicos .
TIPOS DE SEMENJANZA Y SIMILITUD
SEMEJANZA GEOMETRICA
Un modelo y un prototipo son geométricamente similares si todas la dimensiones del cuerpo

en cada una de las direcciones de los ejes coordenadas se relacionan mediante la misma
escala de longitudes. Esto significa que el modelo y prototipo son idénticos en forma y
únicamente difieren en el tamaño. Por lo tanto cualquier longitud del prototipo puede
obtenerse multiplicando su longitud homologa en el modelo por un valor fijo en la escala de
líneas.
DONDE:
Lp: Longitud del prototipo.
Lm: Su longitud homologa en el modelo
Le: Su escala de longitudes
Obteniéndose escalas de áreas y volúmenes cuyos valores fijos son:
DONDE:
Ve: Escalas de volúmenes
Ae: Escalas de áreas.
SIMILITUD DINAMICA O SEMEJANZA DINAMICA
• Si las fuerzas ejercidas por el fluido en puntos homólogos del modelo y prototipo se
relacionan entre sí mediante una valor fijo Fe, (Escala de fuerzas), se dice que se cumple la
semejanza dinámica.
• El cumplimiento de esta, implica que exista semejanza geométrica y cinemática. Las fuerzas
que actúan sobre una partícula de fluido pueden ser debido a la gravedad, Fg a la presión
FP, a la viscosidad Fv y a la tención superficial Fσ.
• Si la suma de esas fuerzas más la inercia FI no es igual a cero, la partícula se acelerara. Se

puede demostrar por razones de equilibrio, que la suma de las fuerzas anteriores más la
fuerza de la inercia FI es igual a cero
SEMEJANZA CINEMATICA O SIMILITUD CINEMATICA
• Los movimientos en modelo y prototipo tienen similitud cinemática si

partículas homólogas llegan a puntos homólogos en tiempo homólogos. Por
lo tanto la similitud cinemática obliga a que modelo y prototipo tengan una
escala de líneas y también una escala de tiempos, con ello se logra una
escala única de velocidades
SEMEJANZA DE FROUDE
Se utiliza cuando tenemos problemas con superficie libre donde las fuerzas predominantes son
las gravitatorias.
Como ejemplo: pueden tenerse los problemas de oleaje, canales, vertederos, resaltos,
desagües, etc.
SEMEJANZA REYNOLDS
• La viscosidad es un fenómeno presente en todos los problemas hidráulicos, pero su

importancia disminuye a medida que el contorno tiene menos importancia, como es el caso
de las grandes masas de agua, o cuando tenemos números de Reynolds muy elevados, lo
que es habitual en regímenes turbulentos desarrollados.
RELACIONES DE ESCALA EN PROBLEMAS DE SEMEJANZA
En la tabla 1.9 se describen las relaciones de escala

cuando se adopta una semejanza de Froude, Reynolds,
Weber o Mach para las magnitudes mas habituales en
la hidraúlica, cuando se considera constante el valor
de la gravedad (g) y se utiliza λ como coeficiente de
escala geométrica.
EJERCICIOS

Similitud y Semanzaja Hidraulica

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

Similitud y Semanzaja Hidraulica

Cargado por

Información del documento

Descripción original:

Derechos de autor

Formatos disponibles

Compartir este documento

Compartir o incrustar documentos

Opciones para compartir

¿Le pareció útil este documento?

¿Este contenido es inapropiado?

Copyright:

Formatos disponibles

Similitud y Semanzaja Hidraulica

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

SIMILITUD Y SEMEJANZA

Ing. : José Herrera Machuca

Los modelos se hacen de materiales diversos madera, escayola, metales,

Los ensayos de canalizaciones, puertos, presas, aliviaderos, etc, se hacen en

Un modelo y un prototipo son geométricamente similares si todas la dimensiones del cuerpo

Obteniéndose escalas de áreas y volúmenes cuyos valores fijos son:

• Si la suma de esas fuerzas más la inercia FI no es igual a cero, la partícula se acelerara. Se

• Los movimientos en modelo y prototipo tienen similitud cinemática si

• La viscosidad es un fenómeno presente en todos los problemas hidráulicos, pero su

En la tabla 1.9 se describen las relaciones de escala

También podría gustarte