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Cinematica de Fluidos - Coggle Diagram
Cinematica de Fluidos
La cinemática de fluidos es una rama de la mecánica de fluidos que se enfoca en el estudio del movimiento de los fluidos sin tener en cuenta las fuerzas que causan ese movimiento. Es decir, se ocupa de analizar aspectos como velocidad, aceleración y trayectorias de las partículas del fluido.
Conceptos Fundamentales
Velocidad del fluido (V) : Representa la rapidez y dirección del movimiento de las partículas de un fluido en un punto específico. Se define como un vector que indica la velocidad instantánea del fluido en cada punto del espacio.
Trayectoria : Es la línea que sigue una partícula fluida en su movimiento a lo largo del tiempo. Puede ser una curva tridimensional o un camino bidimensional en un plano.
Campo de velocidad : Es el conjunto de todas las velocidades vectoriales en un fluido en movimiento en un instante específico.
Línea de corriente : Representa la dirección que sigue una partícula fluida en su movimiento. Es tangente en cada punto a la trayectoria que sigue la partícula.
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Velocidad Media (V_m) : Es la velocidad promedio de las partículas de un fluido en un determinado intervalo de tiempo y se calcula como: V_m = ∆x / ∆t Donde ∆x es el desplazamiento y ∆t es el intervalo de tiempo.
Velocidad Instantánea (V_i) : Es la velocidad en un punto específico del fluido en un instante de tiempo exacto.
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Líneas de Corriente : Son líneas tangentes a la trayectoria de las partículas fluidas y representan la dirección en la que fluye el fluido en un instante de tiempo.
Líneas de Trabajo : Son líneas tangentes a la dirección de la velocidad instantánea en un punto y representan la dirección en la que fluyen las partículas en un instante de tiempo.
Curvas de Velocidad
Curvas de Velocidad Uniforme : En estas curvas, la magnitud y dirección de la velocidad son constantes en todo el campo de flujo.
Curvas de Velocidad Variable : En estas curvas, la magnitud o dirección de la velocidad varía en diferentes puntos del campo de flujo.
Ecuacion de Continuidad
La fórmula de continuidad asegura que el caudal volumétrico en un flujo incompresible es constante y se basa en el principio de conservación de la masa.
Matemáticamente, se expresa como: A1 V1 = A2 V2 Donde A es el área de una sección transversal del flujo y V es la velocidad del fluido en esa sección.
Caudal Volumétrico
El caudal volumétrico (Q) es el volumen de fluido que pasa por una sección transversal en la unidad de tiempo. Se mide en m³/s, l/so cualquier otra unidad de volumen dividida por tiempo.
Para un flujo constante y estable, el caudal volumétrico se calcula como: Q = A * V Donde A es el área de la sección transversal y V es la velocidad del fluido en esa sección.