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Mecánica de Fluidos


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La mecánica de fluidos es la rama de la mecánica de medios continuos (que a su vez es una rama de la física) que estudia el movimiento de los fluidos (gases y líquidos) asi como las fuerzas que los provocan. La característica fundamental que define a los fluidos es su incapacidad para resistir esfuerzos cortantes (lo que provoca que carezcan de forma definida). También estudia las interacciones entre el fluido y el contorno que lo limita. La hipótesis fundamental en la que se basa toda la mecánica de fluidos es la hipótesis del medio continuo.


mecanica


estudio01 Introducción a los Fluidos

Propiedades de los Fluidos
Viscosidad dinámica y cinemática
Medida de la viscosidad: Viscosímetro absoluto calibrado, Viscosímetro empírico, Viscosímetro de cilindros coaxiales
Influencia de la presión y temperatura en la viscosidad
Indice de viscosidad
Tensión superficial y capilaridad
Altura alcanzada por un líquido en el interior de un tubo de pequeño diámetro

unidades


libro02 Fundamentos de Hidrostática

Teoremas hidrostáticos
Ecuaciones diferenciales de equilibrio de una masa líquida
Superficies de nivel, Equilibrio de líquidos, Ecuación de estado
Altura piezométrica, plano de carga y carga en un punto
Aplicación a líquidos en superficie libre.- Casos particulares
Líquidos superpuestos: Teoremas
Principio de Pascal
Medida de presiones:Tubo piezométrico, Manómetro de líquido, Barómetro de cubeta, Barómetro en U, Manómetro de líquido para presiones relativas, Vacuómetro de líquido para presiones absolutas, Manómetro de mercurio en tubería de agua, Manómetro diferencial, Micromanómetro de tubo inclinado, Micromanómetro que utiliza dos líquidos inmiscibles

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fluidos03 Equilibrio y movimiento relativos

Equilibrio relativo de líquidos que se trasladan
Equilibrio relativo de líquidos que giran alrededor de un eje vertical
Giro alrededor de un eje horizontal
Movimiento relativo de líquidos con velocidad tangencial constante sobre un eje vertical
Esfuerzo ejercido por un líquido sobre una pared plana sumergida
Esfuerzo ejercido por un líquido sobre una superficie alabeada sumergida
Principio de Arquímedes
Fuerzas hidrostáticas en líquidos estratificados
Estabilidad y flotación: Condiciones de estabilidad de un flotador
Cálculo de la distancia entre el metacentro y el centro de gravedad de un flotador
Período de oscilación de un flotador

hidro


Mecánica de Fluidos - Descarga [pdf]04 Flujo incompresible no viscoso

Cinemática de fluidos
Construcción gráfica de las líneas de corriente y de movimiento
Caudal a través de una superficie elemental
Ecuación de continuidad; casos particulares
Torbellinos cilíndricos
Análisis del movimiento de un elemento de volumen
Potencial de velocidades para fuentes y sumideros en flujo bidimensional
Combinación de un flujo rectilíneo y un manantial
Ovalo de Rankine
Doblete
Combinación de un flujo rectilíneo y un doblete
Distribución de velocidades en torno a un cilindro circular
Vórtice
Combinación de una fuente y un vórtice
Flujo en torno a un cilindro con vórtice libre
Ejemplos relativos a la resolución analítica de la ecuación de Laplace en el plano
Movimiento uniforme de velocidad constante
Flujo radial para fuentes y sumideros
Flujo en las proximidades de un punto fijo
Flujo entre dos paredes que forman un ángulo
Linealidad de la ecuación de Laplace: Flujo alrededor de un cilindro circular con circulación
Representación conforme: Transformación de Joukowski

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mecanica05 Dinámica de Fluidos y Lubricación

Ecuaciones de Euler
Ecuación fundamental
Ecuación de Bernoulli
Aplicaciones del Teorema de Bernoulli: Tubos piezométricos, Tubo Venturi, Tubo Pitot, Tubo de Prandtl, Tubo de Pitot-Darcy, Teorema de Torricelli
Aplicación del Teorema de Bernoulli a líquidos en movimiento de rotación
Dinámica de los fluidos reales
Ecuaciones de Navier-Stokes de un fluido viscoso compresible
Movimiento turbulento
Ecuaciones para un fluido pesado y viscoso
Variación de la potencia de una corriente
Lubricación hidrodinámica
Cálculo de la fuerza total
Fuerza de arrastre
Coeficiente de rozamiento y potencia absorbida

estudio


unidades06 Semejanza hidrodinámica y análisis dimensional

Semejanza hidrodinámica: Números de Froude, Reynolds, Weber y Mach
Ley general de Newton
Número de Euler
Ley de Reech-Froude
Semejanza dinámica con predominio de la viscosidad
Semejanza dinámica con predominio de la elasticidad
Análisis dimensional; Teorema de Buckinghan
Ecuación general de resistencia: Ecuación de la pérdida de carga en una conducción cilíndrica
Método básico de análisis dimensional: Aplicación a bombas centrífugas, y a vertederos en pared delgada

libro


descarga07 Teoría elemental de la capa límite

Capa límite laminar y turbulenta en flujo sobre placa plana
Polinomios de Segundo y Tercer grado
Espesores y caudales de la capa límite
Espesor de desplazamiento de la capa límite
Espesor de la cantidad de movimiento de la capa límite
Espesor de energía y caudal de la capa límite
Caudal de la capa límite
Ecuación integral del impulso de la capa límite laminar; Caudal de la cantidad de movimiento
Fuerza de arrastre
Ecuaciones de Prandtl de la capa límite
Ecuación clásica de Karman
Ecuación integral de la energía en una capa límite laminar
Relación entre el coeficiente de arrastre y el de convección en flujo laminar sobre placa plana
Capa límite turbulenta para placa plana
Desprendimiento de la capa límite
Coeficiente de arrastre de cuerpos y perfiles inmersos en una corriente fluida
Paradoja de D’Alembert
Flujo para un fluido real en torno a un cilindro circular
Perfil aerodinámico

fluidos


hidro08 Flujo viscoso incompresible

Flujo en conductos circulares; ecuación de Poiseuille
Movimiento turbulento
Diagrama de Moody
Cálculo del coeficiente de rozamiento mediante fórmulas prácticas: Darcy, Levy, Kutter,Flamant, Mises, etc
Cálculo gráfico de la pérdida de carga en baterías de tubos
Flujo en conductos no circulares
Flujo laminar, incompresible y permanente entre dos placas paralelas
Flujo laminar, incompresible entre tubos cilíndricos concéntricos
Diámetro hidráulico
Resistencia de forma.- Pérdidas accidentales en conductos cerrados
Teorema de Belanguer
Perdida de carga en ensanchamiento brusco y en ensanchamiento gradual
Pérdida de carga por contracción brusca de sección
Pérdida de carga en curvas y codos
Pérdidas de carga por bifurcaciones y válvulas
Ábaco para la determinación de pérdidas de carga en accesorios

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pdf09 Cálculo de tuberías

Cálculo del diámetro de una conducción
Cálculo del diámetro más económico de una conducción
Pérdida uniforme de caudal a lo largo de una conducción
Tubería con toma intermedia
Tubería con toma intermedia entre dos depósitos
El problema de los tres depósitos
Redes ramificadas
Redes malladas
Tuberías en paralelo: Método de los porcentajes y Método iterativo de Hardy-Cross

mecanica


estudio10 Flujo compresible y Curvas de Fanno

Relaciones entre el coeficiente adiabático y la velocidad del sonido en un fluido compresible
Formulación de Hugoniot
Derrame por toberas
Condiciones críticas
Estudio de una corriente fluida en una tobera Laval
Perfil de una tobera por el método gráfico de Kolb
Flujo isoentrópico de un gas perfecto
Onda de choque normal
Onda de choque normal en conductos
Líneas de Rayleigh y Fanno
Otras expresiones de las líneas de Rayleigh y Fanno en coordenadas (i,S)
Flujo adiabático en conductos de sección constante, con fricción
Bloqueo debido a la fricción
Flujo sin rozamiento por el interior de tubos con transferencia de calor
Flujo isotérmico permanente en tuberías largas
Aerodinámica compresible subsónica y transónica
Ecuación de Laplace
Aerodinámica supersónica
Aerodinámica hipersónica

unidades


libro11 Golpe de ariete

Formulación de Micheaud y Allievi
Celeridad
Soluciones de las ecuaciones diferenciales de Allievi
Casos particulares de las ecuaciones de Allievi
Condiciones en los límites
Cálculo gráfico del espesor de tuberías
Método gráfico de Schnyder-Bergeron: Ejemplo de construcción gráfica
Influencia de las pérdidas de carga

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fluidos12 Orificios y vertederos

Clasificación de orificios
Coeficiente de gasto
Orificio en pared delgada
Rendimiento y contracción de la vena líquida
Característica de un orificio
Grandes orificios en pared delgada; orificio rectangular y orificio circular
Orificio sumergido
Orificio prolongado en canal
Orificio en pared gruesa
Compuertas
Orificios especiales
Orificio de Borda
Orificio en tuberías. Diafragmas
Tubo adicional cilíndrico exterior
Tubo adicional divergente
Tubo adicional convergente
Movimiento no permanente en foronomía
Desagüe de depósitos de sección variable
Desagüe de depósitos de sección constante
Desagüe de depósitos alimentados
Desagüe a través de orificios sumergidos
Vertederos
Vertedero en pared delgada
Vertedero en pared gruesa: Formas de la lámina
Vertederos con contracción incompleta
Vertedero sumergido, inclinado, circular, triangular y trapecial

hidro


Mecánica de Fluidos - Descarga [pdf]13 Teorema del impulso

Reacción del agua en movimiento sobre un canal guía
Momento con relación a un punto de la acción
Teoremas de Euler aplicados a las turbomáquinas

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