DINÁMICA DE FLUIDOS
Propósitos: En este tema tiene el propósito de explicar la obtención de las ecuaciones fundamentales del flujo fluido en su forma integral a partir de la aplicación de las leyes conservativas de la mecánica al movimiento de los fluidos. Así como caracterizar e identificar las fuerzas desarrolladas por el flujo fluido sobre su entorno, y la aplicación de estos resultados al estudio teórico de sistemas hidráulicos .
Objetivos de aprendizaje:
Al finalizar este tema habrás desarrollado habilidades para:
- Explicar la diferencia conceptual entre los puntos de vista de Lagrange y Euler, en la descripción del movimiento fluido.
- Explicar con tus propias palabras el concepto de Sistema y Volumen de control.
- Discutir la diferencia entre las propiedades extensivas e intensivas.
- Entender y aplicar la ecuación de transporte de Reynolds.
- Definir operacionalmente el flujo másico y flujo volumétrico.
- Explicar la diferencia conceptual entre flujo transitorio y flujo permanente; y flujo compresible y flujo incompresible.
- Escribir la ecuación integral de continuidad y explicar su significado físico.
- Establecer el principio conservación del momento para sistemas de flujo fluido mediante la aplicación de la ecuación de transporte.
- Establecer la ecuación de energía para sistemas de flujo fluido, a partir del primer principio de la termodinámica y la ecuación de transporte.
- Aplicar el principio de conservación de energía para desarrollar la ecuación de Bernoulli y establecer las restricciones para usarla.
- .Definir los términos de carga de presión, carga de elevación, carga de velocidad y carga total.
- Identificar los medios por los que se agrega y retira energía de un sistema de flujo de fluidos.
- Calcular la potencia la potencia que agrega una bomba a un fluido
- Determinar la potencia que un fluido entrega a una turbina hidráulica
- Resolver problemas prácticos, mediante la aplicación simultánea de las ecuaciones fundamentales de energía.
- Aplicar las ecuaciones fundamentales del flujo fluido al modelado teórico de bombas centrifugas y turbinas.
Contenidos:
3.1 Métodos de descripción del movimiento.
3.2 El campo de velocidades.- Aceleración
3.3 Sistemas y Volúmenes de Control
3.4 Teorema de transporte de Reynolds
3.5 Conservación de la masa.- Ecuación de Continuidad
3.6 Ecuación de Cantidad de movimiento
3.6.1 Teorema del Momento cinético.- Ecuación de momento de la cantidad de movimiento
3.6.2 Aplicaciones a las turbomáquinas
3.7 Primer ley de la termodinámica.- Ecuación de Energía.-
3.7.1 Flujo sin fricción .- Ecuación de Bernoulli
3.7.2 Aplicación de la ecuación de energía al cálculo de la potencia de bombas y turbinas
3.8 Dispositivos de medida del Flujo
3.8.1 Toberas, Anillo piezométrico, Tubo de Pitot, Tubo de Venturi
3.8.2 El tubo de Pitot
Problemas Resueltos
Autoevaluación
- Test
- Resolución