apuntes de hidrodinamica, Resúmenes de Ingeniería Civil

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UNIVERSIDAD NACIONAL

“SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO”

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

CURSO: FISICA II

HIDRODINAMICA

AUTOR: Mag. Optaciano L. Vásquez García

HUARAZ - PERÚ

2025 - I

I. INTRODUCCION HIDRODINÁMICA

➢ La hidrodinámica estudia el movimientos de los fluidos, es decir,

el flujo de los fluidos

➢ Este estudio se realiza describiendo las propiedades de los fluidos

(densidad, velocidad, aceleración) en cada punto del espacio en

función del tiempo.

II. SISTEMAS Y VOLUMENES DE CONTROL.

2.1. Sistema

Un sistema se define como una cantidad arbitraria de masa de identidad fija

limitada por el entorno a través de una frontera. Los contornos del sistema forman

una superficie cerrada, y ésta superficie puede variar con el tiempo, de manera que

contenga la misma masa durante los cambios en condición. El sistema puede

contener una masa infinitesimal o una masa finita grande de fluidos y sólidos a

voluntad del investigador

II. SISTEMAS Y VOLUMENES DE CONTROL.

2.2. Volumen de control.

Es una región fija en el espacio, a través de cuyos límites puede fluir, masa, momento, energía, etc. El límite del volumen de control se denomina superficie de control. El volumen de control puede ser de

cualquier tamaño y forma.

III. TIPOS DE FLUJO DE FLUIDOS

3.2. Flujo no permanente.

➢ Un flujo es no permanente cuando las propiedades del fluido y las

condiciones en cualquier punto cambian con el tiempo, por ejemplo

➢ Un ejemplo de éste tipo de flujo lo constituye el movimiento de un

fluido a través de una tubería de sección constante pero a caudal

variable

 v /   t 0

 p /  s = 0

III. TIPOS DE FLUJO DE FLUIDOS

3.3. Flujo uniforme. ➢ Un flujo de fluidos es uniforme cuando en cualquier punto del fluido el vector velocidad es idéntico, es decir con igual módulo, la dirección y el sentido en un instante dado, esto se expresa mediante: ➢ Esto significa que las otras magnitudes físicas del fluido no varían con las coordenadas espaciales o bien ➢ Un ejemplo lo constituye el movimiento de un fluido bajo presión a través de tuberías de sección constante y gran longitud.

 v /  = s 0

  /  s = 0

 p /  = s 0

 p /  s = 0

III. TIPOS FLUJO DE FLUIDOS 3.5. Flujo laminar. Un flujo es laminar cuando las partículas del fluido se mueven a lo largo de trayectorias lisas en capas o láminas, deslizándose una capa sobre la otra adyacente. En el flujo laminar se cumple la ley de Newton de la viscosidad dad por  =  v /  y Laminar Turbulento 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III. **TIPOS FLUJO DE FLUIDOS

3. 6. Flujo turbulento** ➢ En este tipo de flujo las partículas del fluido se mueven siguiendo trayectorias irregulares originándose un intercambio de cantidad de movimiento molecular. Es un ejemplo la cascada de un río.

III. TIPOS DE FLUJOS DE FLUIDOS FLUJO INCOMPRESIBLE Aquel en el cual la densidad de cada una de las partículas del fluido permanecen relativamente constantes mientras el fluido se mueve por el campo de flujo En este tipo de flujo se encuentran el movimiento de los líquidos. Sin embargo, algunos flujos gaseosos de baja velocidad, como el flujo atmosférico, también se puede considerar como incompresible 0 d dt  =

III. TIPOS DE FLUJOS DE FLUIDOS FLUJO COMPRESIBLE ➢ En general todos los fluidos son compresibles en menor o mayor grado. Es decir la presión y la temperatura cambia con la densidad ➢ Un ejemplo de este tipo de flujo es el movimiento de masas de aire como los huracanes, Movimiento aerodinámico de un avión de alta velocidad 0 d dt  

III. TIPOS DE FLUJOS DE FLUIDOS FLUJO ROTACIONAL. Aquel flujo que presenta vórtices. Son ejemplos de este tipo los huracanes. FLUJO IRROTACIONAL. Aquel flujo en el cual no existen vórtices

III. FLUJO DE FLUIDOS

Flujo unidimensional. En un flujo unidimensional se desprecian las

variaciones de la velocidad, presión, densidad, transversales a la

dirección principal del movimiento del fluido. El flujo a través de una

tubería se puede considerar unidimensional.

Flujo bidimensional. En este flujo se supone que todas las

partículas siguen trayectorias idénticas en planos paralelos, por lo

tanto, no hay cambios en el flujo en la dirección normal a dichos

planos. Es un ejemplo el movimiento de un líquido a través de un

vertedero.

Flujo tridimensional. Es aquel tipo de flujo general en el que las

componentes de la velocidad v

x

, v

y

y v

z

en direcciones

perpendiculares son funciones del tiempo y de las coordenadas

espaciales.

V. LINEA DE CORRIENTE ➢ Son líneas imaginarias dibujadas a través de un fluido en movimiento y que indican la dirección de éste en los diversos puntos del flujo de fluidos. ➢ La tangente en un punto a la línea de corriente nos da la dirección instantánea de la velocidad de las partículas del fluido, en dicho punto.

V. Líneas de corriente

➢ Dos líneas de corriente nunca se cruzan entre si, cuando ocurre

produciría un flujo inestable y turbulento.