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NOMBRE DE LA ALUMNA: Marbeli Velázquez Roblero

ESPECIALIDAD: Ofimática

MATERIA: Física II

TEMAS DE TRABAJO:hidrodinámica

gasto volumétricoteorema de bernouli

ecuación de continuidadteorema de Torricelli

CATEDRATICO: LIC. MAUGRO JOSEIM

FECHA DE ENTREGA: 28 DE OCTUBRE DEL 2015

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ÍNDICE

OBJETIVOS1. saber entender aplicaciones de los fluidos en movimiento.

2. Aprender a medir el gasto volumétrico.

3. como poder Comprobar el teorema de Bernoulli.

4. Tener el conocimiento de la ecuación de continuidad.

5. Estudiar los flujos de unos líquidos contenidos en un recipiente, a través de un pequeño orificio, bajo la acción de la gravedad. 

Objetivo………………………………………………………………… 3

Introducción…………………………………………………………... 4

Desarrollo del tema:…………………………………………………...HidrodinámicaGastos volumétricosTeorema de bernoulliEcuación de continuidadTeorema de toricelli

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Conclusión……………………………………………………………...

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Bibliografía…………………………………………………………… 17

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INTRODUCCION

En este trabajo se dará a conocer algunos conceptos como son:

Hidrodinámica:La hidrodinámica estudia la dinámica de fluidos incompresibles. Por extensión, dinámica de fluidos.

Gasto volumétrico:El flujo volumétrico es la determinación del flujo medido y expresado en unidades de volumen, en comparación con el flujo de masa que se mide y se expresa en unidades de peso.

Teorema de bernouli:

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El principio de Bernoulli, también denominado ecuación de Bernoulli o Trinomio de Bernoulli, describe el comportamiento de un fluido en reposo moviéndose a lo largo de una corriente de agua.

Ecuación de continuidad:Cuando un fluido fluye por un conducto de diámetro variable, su velocidad cambia debido a que la sección transversal varía de una sección del conducto a otra.

Teorema de torricelli:Mecánica de fluidos, parte de la física que se ocupa de la acción de los fluidos en reposo o en movimiento, así como de las aplicaciones y mecanismos de ingeniería que utilizan fluidosCada uno de estos temas será de mucha ayuda para cada uno de nosotros para aprender más acerca de la materia de fisca.

HIDRODINÁMICA

La hidrodinámica es la parte de la física que estudia el movimiento de los fluidos. Este movimiento está definido por un campo vectorial de velocidades correspondientes a las partículas del fluido y de un campo escalar de presiones, correspondientes a los distintos puntos del mismo. Existen diversos tipos de fluidos:

Flujo de fluidos a régimen permanente o intermitente: aquí se tiene en cuenta la velocidad de las partículas del fluido, ya sea esta cte. o no con respecto al tiempo

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Flujo de fluidos compresible o incompresible: se tiene en cuenta a la densidad, de forma que los gases son fácilmente compresibles, al contrario que los líquidos cuya densidad es prácticamente cte. en el tiempo.

Flujo de fluidos viscoso o no viscoso: el viscoso es aquel que no fluye con facilidad teniendo una gran viscosidad. En este caso se disipa energía.

Viscosidad cero significa que el fluido fluye con total facilidad sin que haya disipación de energía. Los fluidos no viscosos incompresibles se denominan fluidos ideales.

Flujo de fluidos rotaciones o irrotacional: es rotaciones cuando la partícula o parte del fluido presenta movimientos de rotación y traslación. Irrotacional es cuando el fluido no cumple las características anteriores.

Otro concepto de importancia en el tema son las líneas de corriente que sirven para representar la trayectoria de las partículas del fluido. Esta se define como una línea trazada en el fluido, de modo que una tangente a la línea de corriente en cualquier punto sea paralela a la velocidad del fluido en tal punto. Dentro de las líneas de corriente se puede determinar una región tubular del fluido cuyas paredes son líneas de corriente. A esta región se le denomina tubo de flujo.

Esta rama de la mecánica de fluidos que se ocupa de las leyes de los fluidos en movimiento, es enormemente compleja, por lo cual el objetivo principal es determinar los distintos aspectos más importantes de la hidrodinámica.

a) al soplar por encima de una hoja de papel dispuesto horizontalmente bajo la boca, como se indica en lafigura 81, el papel se levanta. una variante de este experimento consiste en soplar por el espacio que hay entre dos globos ligeramente separados. como lo indica la figura 82, los globos se juntan.

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b) si se sopla por una pajilla doblada sobre una abertura de modo que funcione como atomizador, tal como se ilustra en la figura 83, el agua asciende por la pajilla vertical inmersa en ella.

FLUIDO VOLUMETRICO

El flujo volumétrico es la determinación del flujo medido y expresado en unidades de volumen, en comparación con el flujo de masa que se mide y se expresa en unidades de peso. Las mediciones de flujo volumétrico y las mediciones de flujo de masa se aplican tanto a los sistemas de flujo de líquido que fluye o sistemas de gas. Cada tipo trae consigo consideraciones especiales con el fin de hacer la expresión de las unidades de flujo comprensibles y coherentes para todos los implicados. Esto se debe a que en muchos casos, la expresión de flujo volumétrico

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se refiere a una transacción o compra comercial y todas las partes deben estar hablando el mismo idioma.

Gas natural

Los consumidores que usan gas natural pagan sus cuentas sobre la base de miles de metros cúbicos. Dado que la masa o el peso, una función básica del número real de moléculas de gas natural o cualquier gas varía como una función de la presión de flujo y la temperatura, la expresión volumétrica de miles de pies cúbicos se expresa siempre en condiciones estándar, que por convención para la industria del gas en América del Norte es de Ps = 14,73 psia y Ts = 60 grados F (15 grados Celsius). Esto fija el número exacto de moléculas por metro cúbico para que pies (30,48 cm) cúbicos signifique lo mismo sin importar dónde se compra el gas, ya que una presión más alta con un fijo volumen significaría más moléculas y una temperatura más alta con el volumen fijo significaría menos moléculas.

Otros gases

El flujo se expresa generalmente como el volumen estándar que fluye más allá de un área de sección transversal conocida a una velocidad media dada. Así que si la velocidad promedio del aire que pasa por una sección de 1 pie (30,48 cm) cuadrado de conducto es de 60 pies (18,29 m) por minuto, la velocidad de flujo volumétrico sería 60 pies (18,29 m) cúbicos en un minuto, o 1 pie (30,48 cm) cúbico por segundo.

TEOREMA DE BERNOULLI

El principio de Bernoulli, también denominado ecuación de Bernoulli o Trinomio de Bernoulli, describe el comportamiento de un fluido en reposo moviéndose a lo largo de una corriente de agua. Fue expuesto por Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinámica (1738) y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido. La energía de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes:

1. Cinética: es la energía debida a la velocidad que posea el fluido.2. Potencial gravitacional: es la energía debido a la altitud que un fluido posea.3. Energía de flujo: es la energía que un fluido contiene debido a la presión que

posee.

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La siguiente ecuación conocida como “Ecuación de Bernoulli” (Trinomio de Bernoulli) consta de estos mismos términos.

donde:  = velocidad del fluido en la sección considerada.  = densidad del fluido.  = presión a lo largo de la línea de corriente.  = aceleración gravitatoria  = altura en la dirección de la gravedad desde una cota de referencia.

Para aplicar la ecuación se deben realizar los siguientes supuestos: Viscosidad (fricción interna) = 0 Es decir, se considera que la línea de

corriente sobre la cual se aplica se encuentra en una zona ‘no viscosa’ del fluido.

Caudal constante Flujo incompresible, donde ρ es constante. La ecuación se aplica a lo largo de una línea de corriente o en un flujo

rotacionalAunque el nombre de la ecuación se debe a Bernoulli, la forma arriba expuesta fue presentada en primer lugar por Leonhard Euler.Un ejemplo de aplicación del principio lo encontramos en el flujo de agua en tubería.Cada uno de los términos de esta ecuación tiene unidades de longitud, y a la vez representan formas distintas de energía; en hidráulica es común expresar la energía en términos de longitud, y se habla de altura o cabezal, esta última traducción del inglés head. Así en la ecuación de Bernoulli los términos suelen llamarse alturas o cabezales de velocidad, de presión y cabezal hidráulico, del inglés hydraulic head; el término   se suele agrupar con   (donde   ) para dar lugar a la llamada altura piezo métrica o también carga piezométrica.[editar]Características y consecuencia

También podemos reescribir este principio en forma de suma de presiones multiplicando toda la ecuación por  , de esta forma el término relativo a la

velocidad se llamará presión dinámica, los términos de presión y altura se agrupan en la presión estática.

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Esquema del efecto Venturi.

o escrita de otra manera más sencilla:

donde

 es una constante-

Igualmente podemos escribir la misma ecuación como la suma de la energía cinética, la energía de flujo y la energía potencial gravitatoria por unidad de masa:

Aplicaciones del Principio de Bernoulli

Chimenea

Las chimeneas son altas para aprovechar que la velocidad del viento es más constante y elevada a mayores alturas. Cuanto más rápidamente sopla el viento sobre la boca de una chimenea, más baja es la presión y mayo 

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Tubería

La ecuación de Bernoulli y la ecuación de continuidad también nos dicen que si reducimos el área transversal de una tubería para que aumente la velocidad del fluido que pasa por ella, se reducirá la presión.   es la diferencia de presión entre la base y la boca de la chimenea, en consecuencia, los gases de combustión se extraen mejor.

Natación

La aplicación dentro de este deporte se ve reflejado directamente cuando las manos del nadador cortan el agua generando una menor presión y mayor propulsión.

Carburador de automóvilEn un carburador de automóvil, la presión del aire que pasa a través del cuerpo del carburador, disminuye cuando pasa por un estrangulamiento. Al disminuir la presión, la gasolina fluye, se vaporiza y se mezcla con la corriente de aire.

Flujo de fluido desde un tanqueLa tasa de flujo está dada por la ecuación de Bernoulli.

Dispositivos de VenturiEn oxigeno terapia  la mayor parte de sistemas de suministro de débito alto utilizan dispositivos de tipo Venturi, el cual esta basado en el principio de Bernoulli.

Aviación

Los aviones tienen el extradós (parte superior del ala o plano) más curvado que el intradós (parte inferior del ala o plano). Esto causa que la masa superior de aire, al aumentar su velocidad, disminuya su presión, creando así una succión que ayuda a sustentar la aeronave.

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ECUACIÓN DE CONTINUIDAD

Cuando un fluido fluye por un conducto de diámetro variable, su velocidad cambia debido a que la sección transversal varía de una sección del conducto a otra.

En todo fluido incompresible, con flujo estacionario (en régimen laminar), la velocidad de un punto cualquiera de un conducto es inversamente proporcional a la superficie, en ese punto, de la sección transversal de la misma.

La ecuación de continuidad no es más que un caso particular del principio de conservación de la masa. Se basa en que el caudal (Q) del fluido ha de permanecer constante a lo largo de toda la conducción.

Dado que el caudal es el producto de la superficie de una sección del conducto por la velocidad con que fluye el fluido, tendremos que en dos puntos de una misma tubería se debe cumplir que:

Que es la ecuación de continuidad y donde:

S es la superficie de las secciones transversales de los puntos 1 y 2 del conducto.

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v es la velocidad del flujo en los puntos 1 y 2 de la tubería.

Se puede concluir que puesto que el caudal debe mantenerse constante a lo largo de todo el conducto, cuando la sección disminuye, la velocidad del flujo aumenta en la misma proporción y viceversa.

En la imagen de la derecha puedes ver como la sección se reduce de A1 a A2. Teniendo en cuenta la ecuación anterior:

Es decir la velocidad en el estrechamiento aumenta de forma proporcional a lo que se reduce la sección. Imagen 10. dca.ulpgc. Copyrig

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TEOREMA DE TORRICELLI

Mecánica de los fluidos

 Mecánica de fluidos, parte de la física que se ocupa de la acción de los fluidos en reposo o enmovimiento, así como de las aplicaciones y mecanismos de ingeniería que utilizan fluidos.La mecánica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales: la estática de fluidos, ohidrostática, que se ocupa de los fluidos en reposo, y la dinámica de fluidos, que trata de losfluidos en movimiento.Entre las aplicaciones de la mecánica de fluidos están la propulsión a chorro, las turbinas, loscompresores y las bombas. La hidráulica estudia la utilización en ingeniería de la presión delagua o del aceite.

Estática de fluidos o hidrostática:

 Una característica fundamental de cualquier fluido en reposo es que la fuerza ejercida sobrecualquier partícula del fluido es la misma en todas direcciones. Si las fuerzas fuerandesiguales, la partícula se desplazaría en la dirección de la fuerza resultante. De ello se deduceque la fuerza por unidad de superficie ²la presión² que el fluido ejerce contra las paredes delrecipiente que lo contiene, sea cual sea su forma, es perpendicular a la pared en cada punto. Sila presión no fuera perpendicular, la fuerza tendría una componente tangencial no equilibrada yel fluido se movería a lo largo de la pared.

Dinámica de fluidos o hidrodinámica:

 Esta rama de la mecánica de fluidos se ocupa de las leyes de los fluidos en movimiento; estasleyes son enormemente complejas

La velocidad del chorro que sale por un único agujero en un recipiente es

directamente proporcional a la raíz cuadrada de dos veces el valor de la

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aceleración de la gravedad multiplicada por la altura a la que se encuentra el nivel

del fluido a partir del agujero.

Matemáticamente se tiene:

 v = raíz cuadrada ((2 * g) * (h))

  Ejemplo de aplicación del teorema de Torricelli (vaciado de un recipiente): Un

depósito cilíndrico, de sección S1 tiene un orificio muy pequeño en el fondo de

sección S2 mucho más pequeña que S1 :

Aplicamos el teorema de Bernoulli suponiendo que lavelocidad del fluido en la

sección mayor ,

 

 

 Aplicamos el teorema de Bernoulli suponiendio que la velocidad del fluido en la

sección s1 es despreciable, v1 es más o menos 0 comparada con la velocidad del

fluido v2 en la sección menor s2.

 

Por otra parte , el elemento de fluído delimitado por las secciones S1 y S2 esta en

contacto con el aire a la misma presión, luego p1=p2=p0.

 Finalmente, la diferencia entre alturas y1- y2 = H. siendo H la altura de la columna

del fluído.

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 La ecuación de BErnoulli:

 

CONCLUSION

Al término de esta investigación me he dado cuenta que a sido de gran beneficio

para mí al poder estudiar acerca de estos temas ya que nos muestra la estructura

el concepto y algunos ejemplos de la vida diaria .ya que como seres humanos en

cualquier momento podemos utilizarlo aunque no nos demos cuenta lo aplicamos .

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BIBLIOGRAFÍA

https://es.wikipedia.org/wiki/Hidrodin%C3%A1mica https://fisicaeccifab.wordpress.com/segundo-corte/

principio-de-bernoulli/teorema-de-torricelli/ http://www.ecured.cu/index.php/Teorema_de_Bernoulli http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/

repositorio/4750/4918/html/22_ecuacin_de_continuidad.html