*Realiza lo que a continuación se propone, a partir del acceso en la Biblioteca Virtual de la UPAP con la lectura del materiallibro: Penaranda O y Caudex V. (2018), Mecánica de fluidos, Ed. Ecoe Ediciones, Bogotá Colombia, CAPÍTULO IV Flujo de los fluidos. •Cita los tipos de flujos. 1.Fluido ideal o inviscido. 2.Flujo real o viscoso. 3.Flujo unidimensional, bidimensional y tridimensional. 4.Flujo estable e inestable. 5.Flujo a presión o con superficie libre. 6.Flujo laminar o turbulento. 7.Flujo uniforme o variado. • Relaciona la importancia del sistema y volumen de control. En termodinámica un sistema es una cantidad dada de materia en forma de fluido de trabajo. Se reconocen dos tipos de sistemas: el sistema cerrado y el sistema abierto. Un sistema cerrado es aquel en el cual no hay fluido que entre o salga de la región que contiene el sistema, por lo que puede deducirse que un sistema cerrado contiene una cantidad fija de masa. Contrariamente a esto, un sistema abierto permite el flujo a través de sus fronteras. En mecánica de fluidos un sistema cerrado se denomina simplemente como “sistema” y un sistema abierto se identifica como volumen de control. Sistema Un sistema está definido como una cantidad fija de materia que puede fluir, moverse e interactuar con su entorno. El sistema está delimitado por unas fronteras que pueden ser fijas o móviles y pueden variar de forma y tamaño, aunque siempre contiene la misma masa. El sistema interactúa con su entorno transfiriendo o absorbiendo calor, presión o cualquier otra forma de energía. Esta definición de sistema coincide exactamente con la definición en termodinámica de “sistema cerrado” y su uso en mecánica de fluidos es fundamental para el estudio del movimiento de las masas fluidas, tal y como se define en la mecánica newtoniana para los cuerpos rígidos. El uso del sistema para el estudio del movimiento de los fluidos a partir de las leyes del movimiento dadas en la mecánica clásica para los cuerpos rígidos re presenta un enfoque lagrangiano del movimiento y las ecuaciones se representan en forma diferencial. Volumen de control Un volumen de control es una región en el espacio a través de la cual puede transitar un fluido. Al igual que un sistema abierto, el volumen de control tiene fronteras que lo delimitan y a través de las cuales puede circular un fluido, pero a diferencia del sistema, dichas fronteras pueden ser fijas o móviles y pueden deformarse. Otra característica distintiva del volumen de control respecto al sistema abierto es que el volumen de control es un concepto geométrico independiente de la masa. •Diferencia entre el método Euleriano y Lagrangiano. 1.Método euleriano El método de campo de flujo descrito que representa la determinación de las pro piedades del fluido en el instante en que este pasa por un punto determinado punto del espacio. 2.Método lagrangiano En el método lagrangiano se determina la variación de las propiedades de las partículas individualmente a medida que estas se mueven. Por ejemplo, si se desea conocer la variación de la temperatura a medida que transcurre el tiempo en un efluente de una fábrica que es conducido por un canal, es posible introducir en la corriente del canal un dispositivo que mida la temperatura a medida que el fluido se mueve hacia el cuerpo receptor (T(t)). Este es un enfoque lagrangiano. •Explica brevemente sobre el análisis integral de flujo de fluidos. Análisis integral de flujo de fluidos Como se expreso con anterioridad, existen dos enfoques fundamentales para el estudio del movimiento de un fluido: la descripción detallada de la variación de las caracteristicasde una partícula o grupo de partículas de un fluido a medida que estas se mueven, la cual representa una visión lagrangiana del movimiento, y el analisis de la variación de las caracteristicas del fluido a medida que dicho fluidotransita a través de una región finita del espacio (un volumen de control), el cual representa una visión euleriana del movimiento. El enfoque lagrangiano cobra importancia cuando se evalúan en detalle cambios infinitesimales del movimiento de un fluido, por lo que el análisis diferencial del flujo se convierte en la herramienta fundamental. De otra parte, el enfoque euleriano evalúa la variación total de las características de un fluido mediante un balance de la variación de las características de un fluido dentro y a través de las fronteras de un volumen de control, utilizando el Teorema del Transporte de Reynolds. Para facilitar la comprensión del tema, seguidamente se desarrollan las ecuaciones de continuidad, de cantidad de movimiento lineal y de momento de cantidad de movimiento, de energía y de Bernoulli mediante el analisis integral de flujo de fluidos. Posteriormente, se estudia el analisis diferencial de flujo de fluidos y se desarrollan las ecuaciones de continuidad, de conservación de la cantidad de movimiento lineal, de movimiento de Euler y de Bermoulli a partir de este tipo de analisis. •Comenta sobre el análisis diferencial del flujo de fluidos. Análisis diferencial de flujo de fluidos Como se anotó en el numeral 4.5, el análisis diferencial de flujo de fluidos se convierte en la herramienta fundamental cuando se hace necesario evaluar en detalle los cambios infinitesimales del movimiento de un fluido. En este método se utiliza un volumen de control infinitesimal en lugar del volumen de control finito utilizado en el análisis integral de flujo de fluidos. Cuando un elemento diferencial de un fluido se traslada de un lugar a otro, este elemento gira, y su volumen y forma cambian de una manera simultánea. Sin embargo, con el propósito de ilustrar estos tipos de movimiento (traslación, giro, deformación lineal y deformación angular), es posible considerarlos por separado tomando como referencia la figura 4.17.
