Guía de Materia Física

Hidrodinámica

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HIDRODINAMICA Flujo laminar y turbulento. Se llama flujo laminar al flujo de aire u otro fluido en que es ordenado y las láminas de las partículas son paralelas sin mezclarse entre sí. Se llama flujo turbulento al flujo de aire es desordenado y las láminas de las partículas se cruzan entre si. Ecuación de continuidad. Gasto o caudal: Se llama gasto o caudal al producto entre la velocidad de un fluido en un determinado punto y el área de la sección transversal que éste está atravesando. Si designamos por gasto a G, se tiene:

La ecuación de continuidad establece que en un fluido el gasto o caudal es constante, independientemente del punto en el cual se mida.

En la figura, el flujo atraviesa des secciones de distinta área transversal. Dado que el gasto es constante, a mayor sección transversal, la velocidad del fluid o es menor.

Ecuación de Bernoulli. Esta ecuación es otra manifestación del principio de conservación de la energía aplicado a fluidos. Dicha ecuación se puede escribir de la siguiente forma:

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Supongamos que un fluido de densidad “d” atraviesa un tubo de distinta área de sección A1 y A2 y además se encuentran a distinta altura con respecto a un nivel de referencia, h1 y h2. La ecuación de continuidad se expresa de la siguiente forma:

Donde: P : presión estática a la está sometido el fluido debida a las moléculas que lo rodean. d: densidad del fluido. v: velocidad del fluido. h: altura a la cual se encuentra el fluido. g: aceleración de gravedad. Algunas consecuencias: 1.- Si un fluido fluye en forma horizontal, el aumentar la velocidad en un punto, la presión en dicho punto disminuye. Cuando le ponemos el dedo en la salida de una manguera, disminuimos el área de salida, aumenta la velocidad de salida ( ecuación de continuidad ) y disminuye la presión en dicho punto. 2.- El aire al atravesar un ala de avión debe hacerlo con mayor velocidad por la parte superior que por la parte inferior, por lo que la presión que ejerce el aire es mayor de abajo hacia arriba que de arriba hacia abajo, lo que hace que el avión se sostenga en el aire.