Cinematica Y Dinamica De Fluidos

DEDICATORIA

El presente trabajo esta dedicado a nuestros padres, por sembrar valores en nosotros y cuya sabiduria ilumina nuestras vidas; a nuestros queridos hermanos quienes han estado a nuestro lado cuyo amor y apoyo no tiene limites; y profesora, y amigos que nos apoyan incondicionalmente en todo momento.

AGRADECIMIENTO

Gracias a dios por guiar nuestro destino hacia una meta maravillosa de servir a la humanidad.

A la Universidad Cesar vallejo y la Facultad de Ingeniería Civil por habernos permitido desarrollar nuestra formación profesional en sus. A las maravillosas personas que forman el equipo de docentes quienes comparten sus conocimientos para poder ser profesionales de calidad y competitividad; como también a nuestra incondicional profesora, quien con sus enseñanzas se convirtió en nuestra guía

También quisiéramos expresar nuestro reconocimiento y gratitud a nuestras familias por su extraordinario apoyo y seguir nuestros pasos en la formación profesional y contribuciones financieras para poder culminar satisfactoriamente nuestra carrera.

JUSTIFICACION

La razón principal por la que se elabora este informe, es de mostrar a los estudiantes de como las moléculas pueden desplazarse libremente dando lugar varios movimientos, viendo las propiedades de una partícula de fluido dependiendo de su ubicación espacio y tiempo.

Estudiando también los fundamentos de visualización del flujo, graficas de los datos sobre flujo de fluidos. Otras descripciones cinemática

OBJETIVOS

Dar a conocer cada uno de los temas de dinámica de fluidos como, Qué significa la palabra cinemática, Cuál es la descripción eulariana del movimiento de fluidos, el campo de las aceleraciones, derivad del material, los fundamentos de visualización de flujo y graficas de flujo de fluido.

INTRODUCCIÓN

La hidrostática es la rama de la mecánica de fluidos que estudia los fluidos en estado de equilibrio, es decir, sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posición. En la vida cotidiana la mayoría de fluidos se encuentran en movimiento, por lo que es necesario comprender las leyes que rigen este tipo de comportamiento. Las ramas que se encargan de esto son la cinemática y la dinámica de fluidos.

Las leyes básicas que describen el movimiento completo de un fluido son bastante complejas. Sin embargo mediante la comprensión y la aplicación correcta de las mismas y la incorporación de conceptos de mecánica y leyes de termodinámica, se han logrado diseñar grandes estructuras hidráulicas y eficientes máquinas para controlar y manejar fluidos que fluyen, escurren o se mueven.

A continuación se describen los conceptos básicos y algunas de las leyes empleadas para el estudio de los fluidos en movimiento.

CAPITULO I

CINEMATICA DE FLUIDOS

CINETICA DE FLUIDOS

1. CINETICA DE FLUIDOS

1.1 DEFINICIÓN.

La cinemática estudia y caracteriza el movimiento, en este caso, de los fluidos. Aún no nos preocuparemos por buscar la causa de este movimiento.

Las propiedades de una partícula de fluido dependen de su ubicación en el espacio y el tiempo. De esta manera, la velocidad de cualquier partícula se puede expresar mediante lo que llamamos Campo de Velocidades.

1.2 DERIVADA MATERIAL.

Al operador d/dt se le da un nombre especial, el de derivada material para hacer resaltar que se forma cuando sigue una partícula de fluido a medida que se mueve por el campo de flujo.

1.3 FUNDAMENTOS DE VISUALIZACIÓN DEL FLUJO

El estudio cuantitativo de la dinámica de fluidos se puede aprender mucho con la visualización del flujo: el examen visual de las características del campo de flujo.

1.4 LÍNEAS DE CORRIENTES Y TUBOS DE CORRIENTE

Una línea de corriente es una curva que, en todas partes es tangente al vector velocidad local instantáneo.

Las líneas de corriente son útiles como indicadores de la dirección instantánea del movimiento del flujo en todo el campo de flujo. Las líneas de corriente no se pueden observar directamente de manera experimental, excepto en los campos de flujo estacionario, en los cuales coinciden con las líneas de trayectoria y las líneas de traza.

Un tubo de corriente consta de haz de líneas de corriente de forma muy semejante en la que un cable de comunicaciones consta de un haz de cables de fibras ópticas. Dado que las líneas de corriente son en todo punto paralelas a la velocidad local, por definición un fluido no puede cruzar una línea de corriente. Por extensión, el fluido que se encuentra dentro de un tubo de corriente debe permanecer allí y no puede cruzar la frontera de éste. Se debe tener presente que tanto las líneas de corriente como los tubos de corriente son cantidades instantáneas, definidas en un instante en particular según el campo de velocidad en ese instante.

1.5 LÍNEAS DE TRAYECTORIA

Una línea de trayectoria es la trayectoria real recorrida por una partícula de fluido durante algún periodo.

Las líneas de trayectoria son los patrones de fluidos de entender. Una línea de trayectoria es un concepto lagrangiano en el que sencillamente se sigue de una partícula de fluido conforme se desplaza en el campo de flujo.

1.6 LÍNEAS FLUIDAS

Una línea fluida (líneas de tiempo) es un conjunto de partículas adyacentes de fluido que se marcaron en el mismo instante (anterior).

Las líneas fluidas son particularmente útiles para situaciones en donde se va a examinar la uniformidad de un flujo (o la falta de ello).

1.7 LÍNEAS DE TRAZA

Una línea de traza es el lugar geométrico de las partículas de fluido que han pasado de manera secuencial por un punto prescrito en el fluido.

Las líneas de traza constituyen al patrón de flujo más común generado en un experimento físico. Si se inserta un tubo pequeño en un flujo y se introduce una corriente continua de flujo trazador (tinte en un flujo de agua o humo en flujo de aire), el patrón que se observa es una línea de traza.

En los experimentos físicos en un túnel de viento o de agua, el humo o el tinte se inyectan en forma continua, no como partículas separadas y, por definición, el patrón resultante de flujo es una línea de traza.

2. GRAFICAS DE LOS DATOS SOBRE FLUJO DE FLUIDOS

2.1 GRÁFICA DE PERFILES

Una gráfica de perfiles indica cómo varia el valor de una propiedad escalar a lo largo de una dirección deseada en el campo de flujo.

Las gráficas de perfiles son las más sencillas de entender de las tres porque son semejantes a las gráficas xy. En la mecánica de fluidos se pueden crear gráficas de perfiles de cualquier variable escalar (presión, temperatura, densidad, etc.), pero la más común que se usa es la gráfica del perfil de velocidad.

Las líneas fluidas en el flujo de la capa límite se puede convertir en una gráfica del perfil de velocidad cuando se reconoce que, en un instante dado, la distancia recorrida por una de las burbujas de hidrógeno en la ubicación vertical y es proporcional a la componente x local de la velocidad u. Es costumbre añadir flechas a las gráficas de perfiles de velocidad, se indica la dirección del vector de velocidad local y la gráfica del perfil de velocidad se convierte en una del vector de velocidad.

2.2 GRÁFICAS VECTORIAL

Una gráfica vectorial es un arreglo de flechas que indican la magnitud y dirección de una propiedad vectorial en un instante.

Las líneas de corriente indican la dirección del campo de velocidad instantánea, no indican de manera directa la magnitud de la velocidad (es decir, la rapidez). Un patrón útil de flujo es la gráfica vectorial, que consta de un arreglo de fechas que indican la magnitud y la dirección de una propiedad vectorial instantánea.

2.3 GRÁFICAS DE CONTORNOS

Una gráfica de contorno muestra las curvas de valor constante de una propiedad escalar (o magnitud de una propiedad de un vector) en un determinado instante.

En la mecánica de fluidos se aplica principio a varias propiedades escalares del flujo; se generan graficas de contornos (también conocido como gráfica de isocontornos) de la presión, la temperatura, la magnitud de la velocidad, la concentración de especies, las propiedades de turbulencia, etc. Una gráfica de contorno puede revelar con rapidez las regiones de valores altos (o bajos) de la propiedad del flujo que se están estudiando.

Una gráfica de contorno puede consistir, sencillamente, de curvas que indiquen varios niveles de la propiedad; ésta se conoce como gráfica de líneas de contorno. Los contornos se pueden rellenar con colores o sombras de gris; esto se conoce como gráfica de contorno rellenos.

Para identificas niveles diferentes de presión (las regiones oscura indican presión baja y las regiones claras indican presión alta).

3. OTRAS DESCRIPCIONES CINEMÁTICA

3.1 TIPOS DE MOVIMIENTO O DEFORMACIÓN DE

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