Conceptos esenciales de mecánica de fluidos: hidráulica, hidrostática y aerodinámica

Mecánica de fluidos: términos y definiciones

La rama de la ingeniería que aplica los conocimientos de la mecánica de los fluidos: hidráulica.

Definiciones y ramas

Estudia los diferentes tipos de movimiento de los fluidos y las causas que los provocan o que los impiden: mecánica de los fluidos.

Estudia los líquidos en reposo: hidrostática.

Estudia los gases sin movimiento: aeroestática.

Estudia los líquidos en movimiento: hidrodinámica.

Estudia los gases en movimiento: aerodinámica.

Propiedades básicas

Se define como la masa por unidad de volumen: densidad.

Es numéricamente igual al peso de una unidad de volumen de esa sustancia: peso específico.

Es el cociente entre la fuerza y el área de la superficie sobre la cual actúa: presión.

Es la presión que ejerce el aire de la atmósfera sobre la superficie terrestre: presión atmosférica.

Principios, descubrimientos e instrumentos

Blaise Pascal demostró que, si se aplica una presión en un punto de un fluido confinado, dicha presión se transmite íntegramente en todas direcciones.

Evangelista Torricelli demostró la existencia de la presión atmosférica mediante el uso de un tubo de vidrio con mercurio.

Instrumento que sirve para medir la presión atmosférica: barómetro.

Otto von Guericke realizó experimentos relevantes relacionados con la presión atmosférica y el vacío.

Aparato usado para medir la presión de los gases: manómetro.

Es igual a la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica: presión manométrica.

Fuerzas y principios clásicos

Fuerza dirigida verticalmente hacia arriba, ejercida por los fluidos sobre los cuerpos sumergidos parcial o totalmente: fuerza boyante.

Arquímedes comprobó que «la fuerza de empuje con que un líquido actúa sobre un cuerpo sumergido es igual al peso del volumen de líquido desalojado»: Arquímedes.

Tipos de flujo y caudal

Es el movimiento de un fluido en el que las líneas de flujo no se intersecan: flujo laminar.

En este tipo de movimiento de un fluido, las líneas de flujo se entrecruzan y presentan fluctuaciones: flujo turbulento.

Es numéricamente igual al volumen de líquido que pasa por una sección de una tubería por unidad de tiempo: gasto.

Principios de conservación y energía

Si un fluido es incompresible y la tubería por la que se mueve no sufre fugas, entonces el caudal es constante: principio de continuidad.

El principio de Bernoulli establece, en términos generales, que donde la velocidad de un fluido es mayor la presión es menor, y donde la velocidad es menor la presión es mayor: Daniel Bernoulli.

Fluidos reales e ideales

Fluido en el que existen pérdidas de energía cuando se mueve entre dos puntos consecutivos (debido a la viscosidad y otras irreversibilidades): fluido real.

Fluido ideal: fluido en el que no hay pérdidas de energía cuando se mueve entre dos puntos consecutivos (modelo teórico sin viscosidad ni conductividad): fluido ideal.