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Mecanica de fluidos
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SUPERPOSICIÓN DE FLUJOS1. Flujo rectilíneo uniforme(x) + fuente de intensidad (Qv).
Flujo rectilíneo uniforme(x)
∅ 1=U∗x
ψ1=U∗y
Fuente de intensidad (Qv)
∅ 2=Q v
2∗π∗ln (r )
ψ2=Q v
2∗π∗θ
Sumamos los dos flujos:
a)
∅ t=∅1+∅ 2=U∗x+Qv
2∗π∗ln (r)
∅ t=U∗x+Q v
2∗π∗ln (r )……………… (1)
b)
ψ t=ψ1+ψ2=U∗y+Qv
2∗π∗θ
ψ t=U∗ y+Qv
2∗π∗θ………………(2)
Tenemos las siguientes relaciones y reemplazamos en (1) y (2):
x=r∗cos (θ)
y=r∗sen(θ)
∅ t=U∗r∗cos (θ )+Qv
2∗π∗ln (r)
ψ t=U∗r∗sen(θ)+Q v
2∗π∗θ
2. Flujo fuente + flujo sumidero, distancia “a”.
Flujo fuente
∅ 1=Q v
2∗π∗ln (r1)
ψ1=Q v
2∗π∗θ1
Flujo de intensidad (Qv)
∅ 2=−Qv2∗π
∗ln (r2)
ψ2=−Qv2∗π
∗θ2
Sumamos los dos flujos:
a)
∅ t=∅1+∅ 2=Q v
2∗π∗ln (r1)−
Q v
2∗π∗ln (r2)
∅ t=Qv
2∗π∗ln (r1)−
Qv2∗π
∗ln (r2 )
∅ t=Qv
2∗π∗( ln (r1)−ln (r 2))………………(1)
b)
ψ t=ψ1+ψ2=Qv
2∗π∗θ1−
Q v
2∗π∗θ2
ψ t=Qv
2∗π∗θ1−
Qv2∗π
∗θ2
ψ t=Qv
2∗π¿(θ ¿¿1−θ2)………………(2)¿
Tenemos las siguientes relaciones y reemplazamos en (1) y (2).
θ=artang( yx );r=√ x2+ y2
Pero como vemos que se encuentran a una distancia “a” a partir del eje “y” tenemos que:
θ1=arctang( yx+a );θ2=artang(
yx−a
)
r1=√(x+a)2+ y2 ; r2=√(x−a)2+ y2
∅ t=Q v
4∗π∗ln ( (x+a)2+ y2
(x−a)2+ y2 )
ψ t=Qv
2∗π∗(arctang( y
x+a )+arctang( yx−a ))
3. Flujo rectilíneo uniforme(x) + sumidero de intensidad (Qv).
Flujo rectilíneo uniforme(x)
∅ 1=U∗x
ψ1=U∗y
Sumidero de intensidad (Qv)
∅ 2=−Qv2∗π
∗ln (r )
ψ2=−Qv2∗π
∗θ
Sumamos los dos flujos:
a)
∅ t=∅1+∅ 2=U∗x−Q v
2∗π∗ln (r )
∅ t=U∗x−Qv
2∗π∗ln (r )………………(1)
b)
ψ t=ψ1+ψ2=U∗y−Qv
2∗π∗θ
ψ t=U∗ y−Qv
2∗π∗θ………………(2)
Tenemos las siguientes relaciones y reemplazamos en (1) y (2):
x=r∗cos (θ)
y=r∗sen(θ)
∅ t=U∗r∗cos (θ )−Q v
2∗π∗ln (r )
ψ t=U∗r∗sen (θ )−Qv
2∗π∗θ