Apuntes de Mecánica de Fluidos

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Portada Créditos Índice Presentación Capítulo 1. Introducción a la Mecánica de Fluidos Índice ¿Qué es la mecánica de fluidos? Alcance de esta asignatura Breve introducción histórica Definición de fluido Viscosidad Módulo de elasticidad volumétrico Otras propiedades específicas de losfluidos Conceptos y propiedades a recordar Ecuaciones de estado de los fluidos Conclusión Bibliografía Anexos Capítulo 2. Estática de fluidos Índice Introducción Unidades Referencias de presión Ecuación general de la estática de fluidos Ecuación fundamental de la hidrostática aplicada al campo gravitatorio y fluidos incompresibles Ecuación fundamental de la hidrostática aplicada al campo gravitatorio y fluidos compresibles Fuerzas provocadas por la presión hidrostática Fuerzas sobre superficies planas Prisma de presiones Fuerzas sobre superficies curvas Flotación y estabilidad de los flotadores Capítulo 3. Descripción del movimiento de los fluidos Índice Introducción Trayectoria de una partícula de fluido. Enfoque Lagrangiano Campo de velocidades. Enfoque Euleriano. Otros campos de variables relacionadas con la mecánica de fluidos Diferentes sistemas de referencia Sistemas Inerciales Sistemas No Inerciales Conceptos de trayectoria, línea de corriente, tubo de corriente y línea de traza Clasificación de flujos de fluidos. Algunas condiciones de contorno Clasificación atendiendo al campo de velocidades Clasificación atendiendo a la variable tiempo Clasificación atendiendo al régimen del flujo Condiciones de contorno a considerar Otras clasificaciones 1. Flujo Compresible/Incompresible 2. Flujo Isotermo 3. Flujo Adiabático Concepto de caudal Derivación en mecánica de fluidos: derivada total, local y convectiva. Aceleración del fluido. Aceleración tangencial y aceleración normal Concepto de derivada material o total y derivada local Concepto de aceleración material, local y convectiva Teorema de arrastre de Reynolds Concepto de Sistema, volumen y superficie de control Teorema de Arrastre de Reynolds Técnicas a emplear para el análisis de flujos Bibliografía Capítulo 4. Dinámica de fluidos Índice Introducción Ecuaciones fundamentales de la dinámica diferencial Balance de masa o ecuación de continuidad Balance de fuerzas. Ecuación de Navier Stokesy de Euler Balance de energía. Ecuación diferencial de la energía Conclusión Modelación matemática del régimen turbulento. La ecuación de Reynolds Los códigos CFD Aplicación de la dinámica diferencial: flujo de Couette Conclusión Capítulo 5. Dinámica integral de fluidos Índice Introducción Ecuación de conservación de la masa Planteamiento de la ecuación Aplicaciones 1. Conducciones 2. Depósitos Ecuaciones de conservación de la energía La ecuación de Euler La ecuación de Bernoulli 1. El coeficiente corrector 2. El concepto de altura La ecuación de Bernoulli generalizada 1. Términos de inercia 2. Términos de aportes energéticos 3. Términos de pérdidas energéticas 4. Configuración final de la ecuación 5. Representación gráfica 6. Relación entre alturas y potencias La ecuación del flujo compresible isotermo La ecuación integral de la energía Capítulo 6. Flujo a presión Índice Introducción Balances que presiden el analisis del flujo a presión en conductos cerrados Cálculo de las pérdidas de carga en las tuberías Pérdidas de carga localizadas Línea de altura geométrica, piezométrica y total Caracterización de otros elementos de los sistemas a presión Análisis, dimensionado y modelación de sistemas a presión Análisis estático de redes Modelaciones hidráulicas de los flujos a presión La modelación cuasi₋estática Los modelos dinámicos Transitorios hidráulicos El modelo dinámico rígido (oscilación en masa) El modelo dinámico elástico o golpe de ariete Bibliografía Capítulo 7. Flujo en lámina libre Índice Introducción Parámetros relacionados con la sección de paso Sección rectangular Sección trapecial Sección circular Caracterización de los diferentes flujos Pendientes a definir en flujo en lámina libre Flujo uniforme y permanente. Ecuación de Manning Sección más eficiente de un conducto en lámina libre Sección rectangular Sección trapecial Sección circular Curvas de llenado en conductos circulares en lámina libre Conductos circulares Secciones cerradas no circulares Algunos fenómenos que se producen en el flujo en lámina libre Ondas de gravedad Curva de remanso Resalto hidráulico Bajantes verticales en lámina libre Bibliografía Capítulo 8. Flujo alrededor de cuerpos Índice Introducción La teoría de la capa límite La paradoja de D’Alembert Fuerzas sobre cuerpos sumergidos en un fluido con movimiento relativo Los alveolos en las bolas de golf Fuerzas de arrastre y sustentación Resistencia y sustentación en automóviles Los coeficientes de arrastre en automóviles Funcionamiento del DRS Fuerzas debidas a flujos externos en otros cuerpos El desastre del puente de Tacoma Narrows El efecto Magnus, las costuras de los balones y la separación de la capa límite Velocidad terminal Bibliografía