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Mecánica de Fluidos - Coggle Diagram
Mecánica de Fluidos
Fluidos
Se denomina fluido a la materia compuesta por moléculas atraídas entre sí débilmente, de manera que no puede mantener una forma determinada sino que adquiere la del recipiente en donde está contenida. En esto se distingue de los sólidos, cuyas partículas no cambian de posición tan fácilmente, razón por la que los sólidos tienen forma propia.
CLASIFICACIÓN
Fluidos Newtonianos
Son aquellos que tienen viscosidad constante, es decir, que no varía sin importar cuánta fuerza se le aplique al fluido. Para estudiarlos se pueden usar las leyes de la mecánica newtoniana establecidas por Isaac Newton. El agua y el aceite se comportan como fluidos newtonianos.
Superfluidos
También llamados “fluidos perfectos”, se caracterizan por carecer totalmente de viscosidad, es decir, pueden fluir ante la menor fuerza aplicada sin ofrecer resistencia, o sea, sin fricción. El helio se comporta como un superfluido a muy bajas temperaturas.
Fluidos no Newtianos
Son un tipo intermedio entre fluido y sólido, dependiendo de sus condiciones de temperatura y tensión cortante. No tendrán una viscosidad única, sino que dependerá de las fuerzas que se ejerzan sobre él o de los cambios de temperatura: si se los somete a una fuerza repentina, se comportarán como un sólido (ofreciendo resistencia); mientras que si se los deja en reposo fluirá como un líquido más o menos denso.
PROPIEDADES
Viscosidad
Es la resistencia que ofrecen los fluidos a las deformaciones, y que tiende a impedir la fluidez. Por ejemplo, una sustancia como el alquitrán es sumamente viscosa y fluirá mucho más lento y difícilmente que una de baja viscosidad como el alcohol o el agua.
Densidad
Es la medida de la cantidad de materia que hay en un volumen determinado, se suele representar en kg/m3. Los fluidos poseen mayor o menor densidad, de acuerdo a la cantidad de partículas que haya en un mismo volumen de fluido, aunque las interacciones entre estas partículas también influyen en la densidad.
Volumen
Es el espacio tridimensional que el fluido ocupa en una región determinada, considerando longitud, altura y ancho. Los líquidos poseen un volumen determinado y adoptan la forma del recipiente donde están contenidos, mientras que los gases no poseen ni el volumen ni la forma del recipiente que los contenga.
Presion
Es la fuerza que la masa de un fluido ejerce sobre los cuerpos que se encuentren sumergidos en él: un objeto que cae al fondo de un lago tendrá encima el peso de todo el volumen de agua completo, lo cual significa que el objeto está sometido a mayor presión que cuando está en la superficie. En los fondos marinos la presión es muchas veces mayor que la de la atmósfera terrestre, por ejemplo.
Tensión Superficial
Es la energía que se necesita para aumentar la superficie de un fluido líquido por unidad de área, es decir, que el fluido se resiste a aumentar su superficie. Esta propiedad es la que les permite a algunos insectos caminar sobre el agua
Capilaridad
Esta fuerza de cohesión intermolecular de los fluidos les permite subir por un tubo capilar, en contra de la gravedad, dado que la atracción entre sus partículas es mucho mayor a la atracción de sus partículas por el material del tubo. Esto se debe en parte a la tensión superficial.
Flujos
El flujo es un conjunto de objetos que se perciben como un todo único. Existe como un proceso en un determinado intervalo de tiempo y se mide en unidades absolutas durante un determinado período de tiempo.
CLASIFICACIÓN
Flujo Turbulento
En este tipo de flujo las partículas del fluido se mueven en trayectorias erráticas, es decir, en trayectorias muy irregulares sin seguir un orden establecido.
Flujo Laminar
Se caracteriza porque el movimiento de las partículas del fluido se produce siguiendo trayectorias bastante regulares, separadas y perfectamente definidas dando la impresión de que se tratara de láminas o capas más o menos paralelas entre sí.
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Flujo Incomprensible
Es aquel en los cuales los cambios de densidad de un punto a otro son despreciables, mientras se examinan puntos dentro del campo de flujo.
Flujo Permanente
Se caracteriza porque las condiciones de velocidad de escurrimiento en cualquier punto no cambian con el tiempo, o sea que permanecen constantes con el tiempo o bien, si las variaciones en ellas son tan pequeñas con respecto a los valores medios.
Flujo No Permanente
Las propiedades de un fluido y las características mecánicas del mismo serán diferentes de un punto a otro dentro de su campo, además si las características en un punto determinado varían de un instante a otro se dice que es un flujo no permanente.
Flujo Uniforme
Ocurren cuando el vector velocidad en todos los puntos del escurrimiento es idéntico tanto en magnitud como en dirección para un instante dado.
Flujo No Uniforme
Es el caso contrario al flujo uniforme, este tipo de flujo se encuentra cerca de fronteras sólidas por efecto de la viscosidad.
Flujo Rotacional
Es aquel en el cual el campo rot v adquiere en algunos de sus puntos valores distintos de cero, para cualquier instante.
Flujo Irrotacional
Al contrario que el flujo rotacional, este tipo de flujo se caracteriza porque dentro de un campo de flujo el vector rot v es igual a cero para cualquier punto e instante.
Flujo Unidimensional
Es un flujo en el que el vector de velocidad sólo depende de una variable espacial, es decir que se desprecian los cambios de velocidad transversales a la dirección principal del escurrimiento
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Flujo Tridimensional
El vector velocidad depende de tres coordenadas espaciales, es el caso más general en que las componentes de la velocidad en tres direcciones mutuamente perpendiculares son función de las coordenadas espaciales x, y, z, y del tiempo t.
Flujo Ideal
Es aquel flujo incompresible y carente de fricción. Un fluido que no presente fricción resulta no viscoso y los procesos en que se tenga en cuenta su escurrimiento son reversibles.