I.E.D. Laura Vicuña
Area : Matemáticas
Lic. William Gutiérrez Fonseca
Lic. Johana Silva
La esencia de las matemáticas no es hacer las cosas simples complicadas, sino hacer las cosas complicadas simples
-S. Gudder
VISITANTES
Fluidos en Movimientos
Ayuda Didáctica
El movimiento de los Fluidos
La dinámica de fluidos estudia los fluidos en movimiento y es una de las ramas más complejas de la mecánica. Aunque cada gota de fluido cumple con las leyes del movimiento de Newton las ecuaciones que describen el movimiento del fluido pueden ser extremadamente complejas.
Se llaman fluidos a un conjunto de sustancias donde existe entre sus moléculas poca fuerza de atracción, cambiando su forma. Lo que ocasiona que la posición que toman las moléculas varia, ante una fuerza aplicada sobre ellas, ya que estos fluyen
En algunas ocasiones los líquidos toman la forma del recipiente que los aloja,
manteniendo su propio volumen.
Fluidos Ideales
El movimiento de un fluido ideal es muy complejo. Para simplificar su descripción consideraremos el comportamiento de un fluido ideal cuyas características son las siguientes:
1.-Fluido no viscoso. Se desprecia la fricción interna entre las distintas partes del fluido
2.-Flujo estacionario. La velocidad del fluido en un punto es constante con el tiempo
3.-Fluido incompresible. La densidad del fluido permanece constante con el tiempo
4.-Flujo irrotacional. No presenta torbellinos, es decir, no hay momento angular del fluido respecto de cualquier punto. las partículas en su movimiento únicamente tienen traslación
Fluidos Reales
son compresibles, presentan resistencia al desplazamiento por lo tanto tienen viscosidad
Ecuación de continuidad
Cuando un fluido fluye por un conducto de diámetro variable, su velocidad cambia debido a que la sección transversal varía de una sección del conducto a otra.
En todo fluido incompresible, con flujo estacionario , la velocidad de un punto cualquiera de un conducto es inversamente proporcional a la superficie, en ese punto, de la sección transversal de la misma.
La ecuación de continuidad no es más que un caso particular del principio de conservación de la masa. Se basa en que el caudal (Q) del fluido ha de permanecer constante a lo largo de toda la conducción.
Dado que el caudal es el producto de la superficie de una sección del conducto por la velocidad con que fluye el fluido, tendremos que en dos puntos de una misma tubería se debe cumplir que:
Que es la ecuación de continuidad y donde:
-
S es la superficie de las secciones transversales de los puntos 1 y 2 del conducto.
-
v es la velocidad del flujo en los puntos 1 y 2 de la tubería.
Se puede concluir que puesto que el caudal debe mantenerse constante a lo largo de todo el conducto, cuando la sección disminuye, la velocidad del flujo aumenta en la misma proporción y viceversa.
En la imagen de la derecha puedes ver como la sección se reduce de A1 a A2. Teniendo en cuenta la ecuación anterior:
Es decir la velocidad en el estrechamiento aumenta de forma proporcional a lo que se reduce la sección.
EJEMPLO:
Un caudal de agua circula por una tubería de 1 cm de sección interior a una velocidad de 0,5 m/s. Si deseamos que la velocidad de circulación aumente hasta los 1,5 m/s, ¿qué sección ha de tener la tubería que conectemos a la anterior?
