Los fluidos son esenciales en la ingeniería, abarcando desde procesos biológicos hasta sistemas mecánicos. La mecánica de fluidos, incluyendo la hidráulica y la hidrostática, analiza su comportamiento y movimiento, aplicando leyes físicas y principios como la conservación de masa y energía. Se estudian tipos de flujo, el concepto de fluido ideal y leyes aplicables al flujo de fluidos para el diseño de sistemas eficientes.
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Los fluidos comprenden tanto líquidos como gases y son esenciales en la vida diaria y en la ingeniería
Procesos biológicos
Los fluidos son esenciales en procesos biológicos como la respiración y la circulación sanguínea
Sistemas mecánicos
Los fluidos son fundamentales en sistemas mecánicos de transporte y maquinaria
La mecánica de fluidos estudia el comportamiento de los fluidos utilizando principios de conservación de masa y energía y las leyes de Newton
La hidráulica se centra en el estudio del comportamiento de los fluidos en movimiento, especialmente el agua
La hidráulica utiliza principios teóricos y experimentales para estudiar los fluidos en movimiento
La hidráulica se complementa con la hidrostática, que analiza líquidos en reposo, y la hidrodinámica, que se ocupa de líquidos en movimiento
Los flujos de fluidos pueden ser laminar, turbulento, permanente o no permanente, uniforme o no uniforme
Flujo laminar
El flujo laminar se caracteriza por un movimiento suave y ordenado de las partículas del fluido
Flujo turbulento
El flujo turbulento se caracteriza por movimientos caóticos y mezcla intensa de las partículas
Flujos permanentes y no permanentes
Los flujos se consideran permanentes si sus propiedades no cambian con el tiempo, y no permanentes si cambian
Flujos uniformes y no uniformes
Los flujos se consideran uniformes si la velocidad del fluido es constante a lo largo del conducto, y no uniformes si varía
El modelo de fluido ideal es una abstracción matemática que considera el fluido incompresible, no viscoso y con densidad uniforme
El flujo potencial asume la ausencia de vórtices y disipación de energía mecánica en forma de calor
La capa límite es la región cercana a una superficie sólida donde los efectos de la viscosidad del fluido son significativos
Segunda ley de Newton
La segunda ley de Newton se utiliza para describir la dinámica de una partícula de fluido
Ecuación de continuidad
La ecuación de continuidad asegura la conservación de la masa en un volumen de control
Condiciones termodinámicas especiales
Flujo isotermo
El flujo isotermo mantiene constante la temperatura
Flujo adiabático
El flujo adiabático no intercambia calor con el entorno
Flujo isoentrópico
El flujo isoentrópico es reversible y sin fricción, manteniendo constante la entropía del sistema
00
Aplicaciones biológicas de los fluidos
Vitales en respiración y circulación sanguínea, permiten el intercambio de gases y nutrientes.
01
Principios de la mecánica de fluidos
Usa conservación de masa y energía, y leyes de Newton para describir movimiento y fuerzas en fluidos.
02
Diferencia entre líquidos y gases
Ambos son fluidos, pero los líquidos tienen volumen definido, mientras que los gases se expanden para llenar su contenedor.
