Fluido y sus propiedades: redefinición y comportamiento

REDEFINICIÓN DE FLUIDO

Incluyendo la hipótesis de continuidad:

• Medio material continuo
• Que se deforma continua e irreversiblemente
• Bajo la acción de esfuerzos, por pequeños que estos sean
• Con velocidad de deformación dependiente de la magnitud de la fuerza

Condición de ADHERENCIA (o de NO-DESLIZAMIENTO)

Las partículas de fluido en contacto con un contorno tienen la misma velocidad que ese contorno (por rugosidad, interacción entre partículas).

Tensiones tangenciales

Sea el caso de flujo por arrastre (viscoso) de un plano móvil:

• El desplazamiento del plano induce movimiento del fluido en la misma dirección x, con v = f(y).
• La fuerza F (cte.) necesaria para obtener vp depende del fluido.
• Para vp el fluido genera sobre el plano una fuerza –F, originándose por tanto una tensión.

A su vez, el plano “tira” del fluido con la misma tensión en sentido x positivo.

Cada partícula de fluido tiene v(y) è se induce un estado de tensiones de sentido (+) desde las partículas adyacentes que van más rápido y de sentido (-) desde las que van más lentas.

La tensión local depende de la diferencia de velocidad respecto a partículas adyacentes

Fluidos

Ideales: µ = 0

Newtonianos: τ función lineal de γ. Viscosidad µ constante

No newtonianos: Viscosidad µ variable.

Capilaridad

Movimiento (ascenso o descenso) por efecto de la tensión superficial y la adherencia del líquido sobre un medio material.

Subpresión

Disminuye la reacción normal en la base de la presa, por lo que disminuye la fuerza necesaria para su deslizamiento.

• En función del modelo de subpresión adoptado, aumenta los momentos desestabilizadores.

Flujo laminar

Estable (de líneas de corriente o viscoso):

• Movimiento como deslizamiento de láminas de espesor infinitesimal sobre las láminas adyacentes.
• El movimiento relativo de partículas ocurre a escala molecular.
• Las partículas se mueven en líneas de corriente o trayectorias definidas y observables.
• Cualquier perturbación se amortigua.
• Sucede si las tensiones viscosas son grandes, el parámetro que gobierna el flujo es la viscosidad

Flujo estacionario

Todas las condiciones en un punto dentro de una corriente se mantienen constantes con respecto al tiempo.

Las condiciones pueden ser distintas en puntos diferentes

Trayectoria

Línea que va recorriendo una partícula a lo largo del tiempo. Punto de vista lagrangiano.

Velocidad tangente en todos los puntos

Traza

Línea que en un instante tref definen las partículas que han ido pasando por una misma posición de referencia r0 en distintos instantes previos t0.

Son las líneas que se visualizan en experimentación con inyección de colorantes u otras técnicas.

Líneas de corriente

Línea que en un instante tref es tangente al vector velocidad en todos los puntos. Punto de vista euleriano.

Benoulli

El trinomio de Bernoulli resulta constante a lo largo de una línea de corriente si el fluido es incompresible, el movimiento es permanente y el fluido es ideal o perfecto