Mecánica de Fluidos
Termas de Mecánica de Fluidos
I PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
1.1 Características generales de los fluidos. Definiciones. Comportamiento físico general de los fluidos. Fluidos newtonianos y no newtonianos.
1.2 Propiedades de los fluidos. Densidad y peso específico. Viscosidad en líquidos y gases. Compresibilidad. Presión de vaporización. Efectos de la temperatura en las propiedades físicas. Propiedades físicas del agua.
1.3 Fuerzas que actúan en el seno de los fluidos. Fuerzas másicas y fuerzas de superficie. Fuerzas que actúan en el interior de líquidos. Tensión superficial y fuerzas capilares en líquidos.
II ESTÁTICA DE LOS FLUIDOS
2.1 Ecuaciones fundamentales de la estática de fluidos. Ecuaciones de Euler. Presiones en el interior de un flujo en reposo. Ley de pascal.
2.2 Presiones estáticas y su medición. Presiones absoluta y relativa. Dispositivos para la medición de presiones hidrostáticas.
2.3 Empuje hidrostático sobre superficies. Empujes sobre superficies planas. Empujes sobre superficies curvas. Centros de presión.
2.4 Flotación de cuerpos. Estabilidad de cuerpos en flotación. Estabilidad de cuerpos sumergidos. Equilibrio del movimiento.
III. CINEMÁTICA DE LOS FLUIDOS
3.1 Conceptos básicos. Concepto de flujo. Líneas de corriente y tubos de flujo. Flujos permanente y no permanente. Clasificación general de los flujos. Métodos matemáticos para describir flujos. Fluidos ideales y fluidos reales. Gasto, velocidad media.
3.2 Campos de velocidades, aceleraciones y rotaciones en flujos. Campos de velocidades. Campos de aceleraciones y efectos conectivos. Campo rotacional y vorticidad. Flujos rotacionales e irrotacionales. Circulación y vorticidad.
3.3 Análisis elemental de flujos incomprensibles ideales. Campo de flujo y función de corriente. Potencial de velocidad de un flujo y ecuación de Laplace. Flujos bidimensionales elementales y su representación gráfica.
3.4 Modelación básica de sistemas de flujo. El concepto de volumen de control. Sistemas cerrados de flujo. Sistemas abiertos de flujo.
IV DINÁMICA DE FLUIDOS
4.1 Principios de hipótesis básicas. Principios de la conservación de la masa, de la energía y de la cantidad en movimiento. Hipótesis sobre las características del flujo.
4.2 Continuidad de un flujo. Ecuación diferencial de continuidad. Ecuación de continuidad y flujos comprensibles.
4.3 Energía mecánica de un fluido. Energías cinética, potencial e interna en un flujo. Ecuación general de la energía para un flujo cualquiera. Ecuación de la energía para un flujo incompresible. Ecuación de Bernuolli.
4.4 Momentum y fuerzas en un fluido en movimiento. Ecuación de momentum y flujos. Ecuación en momentum para flujos uni-bi-y tridimensionales. Fuerzas ejercidas por una corriente de chorro. Fuerzas de arrastre. Fuerzas ejercidas por cambios de dirección en flujos gravitacionales y a presión.
4.5 Aplicaciones básicas de las ecuaciones fundamentales. Dispositivos de medición y aforo. Principio del venturimetro. Pérdidas locales de energía y fórmula de Borda-Carnot. Fuerzas de arrastre. Potencia de una corriente. Potencia en sistemas de bombeo. Energía del flujo en canales y tuberías y sus diferencias.
V. SIMILITUD Y ANÁLISIS DIMENSIONAL EN MODELOS
5.1 Modelos matemáticos y modelos experimentales en la mecánica de los fluidos. Limitaciones de los modelos matemáticos. Aplicaciones de los modelos experimentales.
5.2 Modelación y similitud. El concepto similitud. Similitud geométrica. Similitud cinemática y dinámica. Los números de Reynolds, Froude, Mach, Cauchy, Weber, Euler y Strouhal.
5.3 Análisis dimensional. Fundamentos de análisis dimensional. El teorema de Buckingham y sus aplicaciones básicas.
VI. FLUJO PERMANENTE E INCOMPRESIBLE A TRAVÉS DE ABERTURAS
6.1 Condiciones de flujo en aberturas. Los conceptos de pared delgada y pared gruesa con relación al flujo.
6.2 Orificios de pared delgada y pared gruesa. Ecuación general de gasto para carga constante. Coeficientes de velocidad, contracción y gasto. Pérdidas de energía. Orificios con descarga sumergida. Otras condiciones de interés en orificios.
6.3 Compuertas con descarga libre y con descarga ahogada. Compuertas planas. Compuertas radiales.
6.4 Vertedores de pared delgada y pared gruesa. Ecuación general para la descarga en vertedores. Coeficientes de descarga. Fundamentos del diseño de vertedores.
VII. FLUJO PERMANENTE E INCOMPRESIBLE EN TUBERÍAS
7.1 Condiciones de flujo en tuberías. Flujo laminar, flujo turbulento y número de Reynolds.
7.2 Pérdidas de energía por fricción. Ecuación de fricción de Darcy-Weisbach. Diagrama universal de Moody. Fórmula de Hanzen-Williams. Fórmulas empíricas y su campo de aplicación. Análisis de factores que influyen en la resistencia al flujo.
7.3 Pérdidas locales de energía. Cambios de dirección. Cambios de sección. Transiciones. Pérdidas en entradas y salidas. Pérdidas en accesorios.