29 Jul
Variables Fundamentales en la Cinemática
Desplazamiento, velocidad y aceleración: Método mediante el cual se selecciona un punto fijo en el espacio, relacionado con un sistema cualquiera de coordenadas y se analizan las variaciones con el tiempo, velocidades y aceleraciones de las diferentes partículas de la masa fluida.
Método de Euler
Por existir movimiento relativo entre partículas, se traslada y se deforma (y rota) mediante este procedimiento. Se selecciona un punto fijo en el espacio, y se analizan las variaciones, con el tiempo, de las velocidades y aceleraciones de las diferentes partículas de la masa fluida que van pasando por él. Este método es el más utilizado en el estudio de movimiento de fluidos, pues además de tener expresiones matemáticas más simples, es más práctico y sencillo (para fluidos).
Definición de Flujos
Flujo Permanente No Uniforme
AL=0 AC= diferente de 0
Flujo No Permanente No Uniforme
AL= diferente de 0 AC= diferente de 0
Línea de Corriente
Línea que describe el vector velocidad, es tangente al vector velocidad, describe la trayectoria de la partícula. El estudio del movimiento de un fluido en el interior de un contorno (tubo o canal) o alrededor de un contorno (barco o ala de avión).
Función de Corriente
Ecuación matemática que define la función que es única. Se define como el producto de la velocidad del fluido y la distancia a lo largo de una línea de corriente. La función de corriente es útil para analizar y resolver problemas de flujo irrotacional en la mecánica de fluidos.
Propiedades de las Líneas de Corriente
- Son paralelas entre ellas
- Nunca cruzan el contorno
- Más cerca, mayor velocidad
- No puede haber flujo a través de ella, el flujo va con ellas
- La separación entre ellas es inversamente proporcional a la velocidad
- No pueden cruzarse, pero si interceptarse
- Cuando la velocidad tiende a 0 es un punto de estancamiento
- Si se acercan al contorno tiende a 0 y si se alejan a infinito
Flujo Rotacional
Cuando las partículas del fluido dentro de una región tienen rotación en torno al eje o una partícula determinada plano al promedio de las velocidades angulares de dos ejes perpendiculares contenidos en una partícula.
Métodos de Análisis Cinemático
- Red de corriente
- Superposición de flujos elementales
- Método de análisis numérico
- Método de analogía eléctrica
- Método de las transformadas conformes
Casos en los que las Líneas de Corriente se Intersecan
Fuentes y sumideros
Malla de Corriente
La malla de corriente mecánica de los fluidos es una técnica utilizada para visualizar y analizar el flujo de un fluido alrededor de un objeto. Consiste en dividir el espacio en celdas o elementos finitos y calcular las propiedades del fluido en cada una de ellas. Esta técnica es ampliamente utilizada en la ingeniería para el diseño y análisis de sistemas fluidos.
Líneas Equipotenciales
Las líneas equipotenciales son líneas imaginarias que conectan puntos con el mismo valor de presión.
Cinemática
Parte de los fluidos que estudia el movimiento en los flujos, en términos de velocidades y aceleraciones.
Velocidad
u=dx/dt v=dy/dt w=dz/dt
Tipos de Flujos
Flujo Turbulento
Al movimiento de un fluido que se da en forma caótica, en que las partículas se mueven desordenadamente y las trayectorias de las partículas se encuentran formando pequeños remolinos.
Flujo Laminar
Tipo de movimiento de un fluido cuando éste es perfectamente ordenado, estratificado, suave, de manera que el fluido se mueve en láminas paralelas sin entremezclarse.
Flujo Ideal
Aquel que no tiene fricción (no es viscoso), es incompresible. La suposición de un fluido ideal es útil en el análisis de situaciones de flujo que comprenden grandes extensiones de fluidos.
Flujo Permanente
Ocurre cuando las condiciones en cualquier punto del fluido no cambia en el tiempo. Además, no hay cambio en la densidad ρ, presión p, y la temperatura T con el tiempo en cualquier punto. Las aceleraciones locales son cero. La velocidad será en función del punto.
Flujo No Permanente
Ocurre cuando las condiciones en cualquier punto del fluido si cambia en el tiempo.
Flujo Uniforme
Ocurre cuando, en todo, el vector de velocidad es idénticamente el mismo (en magnitud y dirección) para cualquier instante dado. Las aceleraciones convectivas son nulas.
Flujo No Uniforme
Ocurre cuando, en todo, el vector de velocidad no es el mismo (en magnitud y dirección) para cualquier instante dado.
Flujo Rotacional
Cuando las partículas del fluido dentro de una región tienen rotación en torno a cualquier eje.
Flujo Irrotacional
Cuando las partículas del fluido dentro de una región NO tienen rotación.
Flujo Unidimensional
Es un flujo en el que el vector de velocidad sólo depende de una variable espacial, es decir que se desprecian los cambios de velocidad transversales a la dirección principal del escurrimiento.
Flujo Bidimensional
Es un flujo en el que el vector velocidad solo depende de las variables espaciales. En este tipo de flujo se supone que todas las partículas fluyen sobre planos paralelos a lo largo de trayectorias que resultan idénticas si se comparan los planos entre sí, no existiendo, por tanto, cambio alguno en dirección perpendicular a los planos.
Flujo Tridimensional
El vector velocidad depende de tres coordenadas espaciales, es el caso más general en que las componentes de la velocidad velocidad en tres direcciones mutuamente perpendiculares son función de las coordenadas espaciales x, y, z, y del tiempo t.
Flujo Permanente Uniforme
Es aquel donde el vector velocidad permanece inalterado con el tiempo en cada punto del espacio y es constante para puntos sucesivos en el sentido del movimiento.
Flujo Permanente Variado
La velocidad varía en el sentido del flujo.
Flujo No Permanente y Variado
La velocidad se modifica tanto con el espacio como con el tiempo en su sentido más amplio.
Flujo No Permanente y Uniforme
Aquel donde el vector velocidad varía con el tiempo, pero permanece constante en puntos sucesivos en el sentido del movimiento.
Líneas de Corrientes
Son líneas continuas trazadas a través del fluido en forma tal que tiene la dirección del vector velocidad en cada punto. Las líneas de corrientes son tangentes al vector velocidad.
Tubos de Corriente
Son tubos imaginarios formados por todas las líneas de corriente que pasan a través de una pequeña superficie cerrada.
Campo de Flujo
Espacio físico a través del cual ocurre el movimiento de un fluido. Ecuaciones y métodos.
Método de Lagrange
Consiste en elegir una partícula de la masa fluida y analizar la variación de su velocidad y aceleración en el espacio y en el tiempo. (para sólidos) (sin movimiento relativo entre partículas).
Método de Euler
Por existir movimiento relativo entre partículas, se traslada y se deforma (y rota) mediante este procedimiento se selecciona un punto fijo en el espacio, y se analizan las variaciones, con el tiempo, de las velocidades y aceleraciones de las diferentes partículas de la masa fluida que van pasando por él. Este método es el más utilizado en el estudio de movimiento de fluidos, pues además de tener expresiones matemáticas más simples, es más práctico y sencillo (para fluidos).
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