Hidrodinámica

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Hidrodinámica
Los fluidos pueden clasificarse según su variación de la densidad frente a la variación de la presión (compresibles o incompresibles) y según su variación de energía por rozamiento (viscosos o no viscosos)
*línea de corriente: trayectoria de una partícula que se mueve, es paralela a la velocidad en cada punto. Cuanto más juntas están, mayor es la velocidad.
*tubo de flujo: región del fluido limitada por líneas de corriente
· Tipos de flujo según regímenes:
· Estable/estacionario: la velocidad en un punto es constante en función del tiempo.
· Variable: la velocidad en un punto varía con el tiempo con una función única.
· Turbulento: la velocidad en un punto varía con el tiempo sin una función definida.
Ecuación de continuidad
a δ constante: 	v1 . S1 = v2 . S2 	y	 Q = S.v = cte
El caudal (volumen por unidad de tiempo) de un sistema permanece constante: el caudal de entrada es igual al de salida.
· Fluidos ideales: aquellos que son incompresibles y no viscosos (construcción teórica)
Teorema de Bernoulli:
El volumen de líquido desplazado es: A . Δl = Vol
El trabajo neto para desplazar el líquido es: 
W = (p1 - p2). Vol y W = ΔEc + ΔEp 
Entonces: 				
· Fluidos reales: presentan viscosidad (resistencia ‘interna’ a fluir), se genera una pérdida de energía mecánica por rozamiento o fricción.
Coeficiente de viscosidad (η): fuerza de rozamiento viscoso por unidad de área de contacto (tensión de corte) y por unidad de gradiente de velocidad (velocidad de corte).
η = F/A / dv/dx	(unidades: poise o pascal.s)
Cuanto mayor es la fuerza, mayor es el gradiente; cuanto mayor es el área, menor es el gradiente.
· Fluidos Newtonianos: la viscosidad es constante en función del gradiente de velocidad; η depende del tipo de líquido, la temperatura y la presión.
· Fluidos no Newtonianos: la viscosidad depende del gradiente de velocidad, del tipo de líquido, de la temperatura, la presión y el tiempo de cizallamiento.
La pérdida de energía mecánica por fricción en los fluidos reales (WFR/Vol) se manifiesta como una disminución en la presión (se conoce como pérdida de carga). 
Se debe modificar la ecuación de Bernoulli para estos fluidos: 
		 energía mecánica inicial > energía mecánica final
P1 + ½.δ.ν12 + δ.g.h1 = P2 + ½.δ.ν22 + δ.g.h2 + WFR/Vol
P2 + ½.δ.ν22 + δ.g.h2 + WFR/Vol = k
¿Cómo calculamos WFR/Vol?
Ley de Poiseulle
En un fluido con régimen estacionario, hay equilibrio entre las fuerzas por presión y las de rozamiento: 		Fp= (P1-P2) . S		=	Fr= -η . A . dv/dx
Teniendo en cuenta esto y la ecuación de continuidad:
 
Entonces: WFR/Vol = 
Número de Reynolds: es un número adimensional que permite caracterizar el tipo de régimen que tiene un fluido.
(v: velocidad media del fluido)
· R < 2000 ⇒ fluido laminar: la velocidad media es menor a la crítica
· 2000 < R < 3000 ⇒ fluido inestable (turbulencias esporádicas)
· R >3000 ⇒ fluido turbulento: la velocidad media es mayor a la crítica.
Velocidad crítica: velocidad a la cual un régimen deja de ser laminar y pasa a ser turbulento: