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DEFINICIONES Y CONCEPTOS PRELIMINARES
SISTEMA
FLUJO
PROPIEDADES DE UN FLUIDO
VISCOSIDAD DE TURBULENCIA
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Sistema
Cualquier porción de materia a estudiar. Un fluido será el sistema elegido.
A la superficie, real o imaginaria, que lo envuelve se llama límite, frontera o contorno.
El conjunto de varios sistemas puede formar uno solo; o bien, un sistema puede descomponerse en muchos, incluso infinitos, sistemas parciales.
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Medio exterior de un sistema
El conjunto de sistemas que influye sobre el sistema en
estudio será el medio exterior de éste. El medio ambiente
suele formar parte del medio exterior.
La influencia sobre el sistema puede ser térmica debida a una diferencia de temperaturas, o mecánica debida a una diferencia de presiones.
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Clasificación de sistemas
Sistema cerrado
Es aquel cuya masa no varía durante un cambio de situación; por ejemplo, cuando el émbolo pasa de la posición I a la posición II.
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Sistema abierto, o flujo
Es aquel que fluye con relación a un contorno.
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FLUJO
Sección transversal
La que es perpendicular al eje de simetría del flujo.
Línea de flujo
La formada por la posición instantánea de una serie de
partículas, que forman como un hilo; cada partícula ha
de estar en la dirección del vector velocidad de la anterior.
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Tubo de flujo
Una superficie (dS, por ejemplo) está rodeada por líneas de flujo que formarán una superficie tubular (como una tripa). Al fluido que circula en su interior se le llama tubo de flujo.
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Caudal
Llamamos caudal (volumétrico) Q al volumen de fluido que atraviesa una sección en la unidad de tiempo, y caudal másico m a la masa correspondiente:
.
(Gp:) .
(Gp:) m
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En función de la velocidad media V
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En función de la velocidad media V
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Clasificaciones de flujo
Permanente, o estacionario
Las características medias no varían con el tiempo (AB y CD).
Variable, o transitorio
Varían con el tiempo (BC); por ejemplo, cuando maniobramos una válvula.
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Uniforme
La velocidad no varía en el trayecto (entre 1 y 2).
No uniforme
Cuando sí varía (entre 2 y V).
Clasificaciones de flujo
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Laminar
Flujo ordenado
Turbulento
Flujo desordenado
laminar
turbulento
Clasificaciones de flujo
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Experimento de Reynolds
Ensayó en qué situación el régimen en una tubería circular
pasaba de laminar a turbulento, que es cuando dejaba de
visualizarse la línea teñida a su paso por A.
Más adelante veremos cuándo ocurre esto.
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Osborne Reynolds
Belfast (1842-1912)
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PROPIEDADES DE UN FLUIDO
Propiedades de un fluido son aquellas magnitudes físicas cuyo valor nos define el estado en que se encuentra.
Son propiedades la presión, la temperatura (común a todas las sustancias), la densidad, la viscosidad, la elasticidad, la tensión superficial, etc.
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