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7/23/2019 Hidraulica_-_Unidad_1_-_2_2013
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Principios Bsicos de la Hidrulica
II SEMESTRE - 2013
Prof. Dr.-Ing. Ivn Salazar C.
1Hidrulica IC-701
epar amen o e ngen er a vUniversidad Catlica del Norte
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1. Principios Bsicos de la Hidraulica
1.1 Principio de Continuidad
dxdy
Balance de Masa enun Volumen de
vz/
zdz)
on ro
W
(vz
dz
W (vx+vx/x dx) dy dzW vx dy dz dxdydztW
dx
dy
xdy
z
y
W
vz
x2Hidrulica IC-701
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vvv zWyWxWW zyxt
Para un flujo incompresible la ecuacin de continuidad queda
zyx
zyx
0
As para un flujo compresible
z
vv
x
v
t
zWyWxWW
3Hidrulica IC-701
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Otra forma?
v1 v2
A1 A2dV
dASe tiene: dV = dA ds
dm = WdA ds
vdAds
dAdm
WW
4Hidrulica IC-701
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1.2 Principio de Conservacin de la Energa
p1zg
vv1 2
sss
1
2221
21 v1PvPv
2
21tggg2gg2
5Hidrulica IC-701
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Si el flujo es estable
cuac n e ernou :
2
cteg2gz Energa potencial
Energa de posicin
Energa geodsica
Energa de presin Energa cintica
Aplicaciones
Dimensionamiento de tuberas
neas e energ a
6Hidrulica IC-701
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1.3 Principio de Impulso o de la Cantidad de Movimiento
Basado en el Princi io de Newton
vd
dt
vd
7dt
Hidrulica IC-701
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1.3.1 Aceleracin Local y Convectiva
Una propiedad B de una particula de fluido depende del tiempo t y de la
posicin espacial de la particula (x,y,z)
B = f(x,y,z,t)
La propiedad B de una particula de fluido cambia por el movimiento de
un lugar a otro
zyx vvvzyxd
BBBBBBBBB
Cambio total Cambio local Cambio convectivo
8Hidrulica IC-701
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xxxxx
vvvvvd zyx zyxtdt
zy
yy
xyyy v
zvv
yvv
xv
tv
dtvd
zzzzz vvvvvd zyxzyxtdt
xxx v
vvvd
xtdt 9Hidrulica IC-701
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1.3.2 Flujo Estacionario y no Estacionario
xxxx v
vvvd
Flujo Estacionario
xvx=cte
cte)t( v0t
v
x
x
Flujo no Estacionario t
v
=xvariable)t( v0
t
vx
x
t
10Hidrulica IC-701
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1.3.3 F lujo Uniforme y no Uni forme
xxxx v
vvvd
Flujo Uniformex
vx=cte
cte)x( v0v
vxx
x
Flujo no Uniformex
v
=x
variable)x( v0vx
vxx
x
x
11Hidrulica IC-701
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Importante
211 VECTORIAL!!
A licaciones?
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Ejemplo 1.-
Una tubera de 600 mm. de dimetro externo en rgimen uniforme, tiene
un codo reductor que empalma a una tubera de 400 mm. de dimetro
externo formando un n ulo de 30 con la anterior. La resin a la
entrada del codo es de 4 kgf/cm, mientras que su velocidad en el mismopunto es de 2,5 m/s. Determinar la magnitud de la fuerza que ha de
.
diferencia de altura de eje de tubera es de 50 cm.
Datos
= 790 kg/m3.
e1 = e2 = 6,35 mm.
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1.4 Clasificacin de Escurrimientos
a.) Flujo segun grupo: Flujo lineal (1D)
b.) Segun tipo: estacionario y no estacionario
Flujo Plano- lamina (2D) Flujo espacial (3D) uniforme y no uniforme
c.) Segun forma: d.) Segun Contorno: u o am nar
Flujo turbulento
erra o
Abierto
e.) Segun Clase: (mareas-medios porosos) Potencial
14
Rotacional
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a.) Segun Grupo:
Flujo lineal (1D) Flujo Plano- lamina (2D)
Flujo espacial (3D)
Lineal Plano Espacial
v = f(x, ,z)z
v = f(x) v = f(x,y)
y
x x x
Canal estrecho Canal anchoAltura baja
BifurcacionesAlineamiento no lineal
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b.) Segun tipo:
estacionario y no estacionario uniforme y no uniforme
vx
vx=const.
vx
vx=const.
Uniforme
t x
vx
=
No estacionario
vxNo uniforme
x
vx=variable
t x
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c.) Segun forma:
Flujo laminar Flujo turbulento
FlujoTurbulento
FlujoLaminar
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d.) Segun Contorno: Cerrado
Abierto
0,
0
D
Area transversal A
Perimetro
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d.) Segun Clase: (mareas-medios porosos) Potencial
Rotacional
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