teovaki

1. Dr. Humberto Iván Pehovaz Alvarez
09/06/2016 1
HIDROCINEMATICA
Clasificación de los fluidos, líneas de
corriente, tubos de corriente, caudal ó
gasto

2. Introducción
•Estudia los fluidos en movimiento
•Cantidades escalares: presión, densidad,
temperatura
•Cantidades vectoriales: velocidad,
aceleración, fuerza
•Pueden variar de un punto a otro del liquido,
o en un mismo punto a lo largo del tiempo
09/06/2016 2

3. Clasificación de flujos
•Se ilustrarán con ejemplos aplicados a tuberías
y canales, que es el área de interés de los
cursos de Mecánica de Fluidos e Hidráulica de
canales
•El análisis se hará revisando el comportamiento
de las variables relevantes para cada caso.
09/06/2016 3

4. Flujo permanente y no permanente
• Flujo permanente: en una sección permanecen constantes las variables del
flujo.
• Se define como: dV/dt = 0
e implica: V= CTE, dp/dt=cte,dρ/dt =cte, etc
4

5. •No permanente equivale a dV/dt ≠ 0
•El flujo puede estar acelerando o desacelerando
•Al ser variable la velocidad, otras magnitudes
pueden ser variables.
09/06/2016 5

6. Flujo uniforme y no uniforme
• Observando 2 secciones del conducto, si dV/ds= 0, no hay variación
de la velocidad a lo largo del conducto: flujo uniforme
• Si dV/ds≠0 , hay variación de la velocidad a lo largo del conducto: flujo
no uniforme
09/06/2016 6

7. Flujo unidimensional y bidimensional
• Cuando en el flujo prevalece una dirección se dice es unidimensional como
es el caso de tuberías y canales.
• Eventualmente se requiere estudiar el flujo en dos dimensiones: flujo
bidimensional
• El flujo en tres dimensiones excede los alcances de los cursos básicos de
hidráulica
09/06/2016 7

8. Flujo laminar o turbulento
• Si el flujo sigue
trayectorias ordenadas,
rectilíneas y paralelas, se
dice que es un flujo
laminar.
• Si las trayectorias son
desordenadas y erráticas,
se dice que es flujo
turbulento.
• El parámetro que permite
discernir si un flujo es
laminar o turbulento, se
llama Numero de
Reynolds y depende de la
viscosidad, velocidad
media del flujo y una
longitud característica del
conducto.
• En tuberías la longitud
característica es el
diámetro y en canales el
radio hidráulico
09/06/2016 8
Numero de Reynolds = V.D.ρ/ μ

9. Flujo compresible e incompresible
•Se considera flujo incompresible al de los
líquidos, que cambian poco de volumen con las
variaciones de presión.
•Flujos compresibles se aplica a los gases en
general.
•Eventualmente el aire se puede considerar
incompresible, cuando las variaciones de presión
son muy pequeñas.( caso de flujo para aire
acondicionado)
09/06/2016 9

10. Descripción del movimiento
El movimiento queda descrito cuando se conoce:
1. El cambio de posición de una partícula
2. La variación de la velocidad en un punto
Hay dos formas de describir el movimiento:
1. Método de Euler: Se elige un punto y se plantean las variables
cinemáticas en ese punto, en cada instante. Se usa v = f(r,t)
2. Método de Lagrange: Se elige una partícula y se establecen las
variables cinemáticas según su recorrido. Se usa : r = f ( r0,t)
La mecánica de fluidos usa generalmente el
método de Euler, por ser analíticamente mas
simple
09/06/2016 10

11. Línea de corriente y trayectoria
• Si se conoce el campo de velocidades para un instante t, la línea
de corriente representa la tangente en cada uno de sus puntos
a los vectores velocidad.
• No existe posibilidad de que se crucen dos líneas de corriente
• Si el flujo es permanente las líneas de corriente tienen la misma
configuración en cada instante
• Si el flujo no es permanente, cambian de un instante al otro.
• Trayectoria es el camino que sigue la partícula a lo largo del
tiempo.
• En el flujo permanente se confunde trayectoria con línea de
corriente
09/06/2016 11

12. 09/06/2016 12

13. Tubo de flujo
• Espacio conformado por un conjunto de líneas de corriente que pasan por
los puntos de una curva cerrada en el seno de un líquido.
• Se llama también tubo de corriente
• No puede haber flujo transversal al perímetro conformado por las líneas
de corriente.
• El volumen contenido se denomina vena líquida
09/06/2016 13

14. Caudal
• En el tubo de flujo que se muestra, se define:
09/06/2016 14

15. DISTRIBUCION DE VELOCIDADES EN UNA TUBERIA
FLUJO REAL

16. DISTRIBUCION DE VELOCIDADES EN UN CANAL
FLUJO REAL

17. DISTRIBUCION DE VELOCIDADES
FLUJO IDEAL / NO VISCOSO