Hidraulica_-_Unidad_1_-_1_2013

7/21/2019 Hidraulica_-_Unidad_1_-_1_2013

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Principios Bsicos de la Hidrulica

I SEMESTRE - 2013

Prof. Dr.-Ing. Ivn Salazar C.

1Hidrulica IC-701


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1. Principios Bsicos de la Hidraulica

1.1 Principio de Continuidad

dxdy

Balance de Masa enun Volumen de

vz/

zdz)

on ro

W

(vz

dz

W (vx+vx/x dx) dy dzW vx dy dz dxdydztW

dx

dy

xdy

z

y

W

vz

x2Hidrulica IC-701


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vvv zWyWxWW zyxt

Para un flujo incompresible la ecuacin de continuidad queda

zyx

zyx

0

As para un flujo compresible

z

vv

x

v

t

zWyWxWW

3Hidrulica IC-701


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Otra forma?

v1 v2

A1 A2dV

dASe tiene: dV = dA ds

dm = WdA ds

vdAds

dAdm

WW

4Hidrulica IC-701


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1.2 Principio de Conservacin de la Energa

p1zg

vv1 2

sss

1

2221

21 v1PvPv

2

21tggg2gg2

5Hidrulica IC-701


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Si el flujo es estable

cuac n e ernou :

2

cteg2gz Energa potencial

Energa de posicin

Energa geodsica

Energa de presin Energa cintica

Aplicaciones

Dimensionamiento de tuberas

neas e energ a

6Hidrulica IC-701


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1.3 Principio de Impulso o de la Cantidad de Movimiento

Basado en el Princi io de Newton

vd

dt

vd

7Hidrulica IC-701dt


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1.3.1 Aceleracin Local y Convectiva

Una propiedad B de una particula de fluido depende del tiempo t y de la

posicin espacial de la particula (x,y,z)

B = f(x,y,z,t)

La propiedad B de una particula de fluido cambia por el movimiento de

un lugar a otro

zyx vvvzyxd

BBBBBBBBB

Cambio total Cambio local Cambio convectivo

8Hidrulica IC-701


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xxxxx

vvvvvd zyx zyxtdt

zy

yy

xyyy v

zvv

yvv

xv

tv

dtvd

zzzzz vvvvvd zyxzyxtdt

xxx v

vvvd

xtdt 9Hidrulica IC-701


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1.3.2 Flujo Estacionario y no Estacionario

xxxx v

vvvd

Flujo Estacionario

xvx=cte

cte)t( v0t

v

x

x

Flujo no Estacionario t

v

=xvariable)t( v0

t

vx

x

t

10Hidrulica IC-701


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1.3.3 F lujo Uniforme y no Uni forme

xxxx v

vvvd

Flujo Uniformex

vx=cte

cte)x( v0v

vxx

x

Flujo no Uniformex

v

=x

variable)x( v0vx

vxx

x

x

11Hidrulica IC-701


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Importante

211 VECTORIAL!!

A licaciones?

12Hidrulica IC-701


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Ejemplo 1.-

Una tubera de 600 mm. de dimetro externo en rgimen uniforme, tiene

un codo reductor que empalma a una tubera de 400 mm. de dimetro

externo formando un n ulo de 30 con la anterior. La resin a la

entrada del codo es de 4 kgf/cm, mientras que su velocidad en el mismopunto es de 2,5 m/s. Determinar la magnitud de la fuerza que ha de

.

diferencia de altura de eje de tubera es de 50 cm.

Datos

= 790 kg/m3.

e1 = e2 = 6,35 mm.

13Hidrulica IC-701


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1.4 Clasificacin de Escurrimientos

a.) Flujo segun grupo: Flujo lineal (1D)

b.) Segun tipo: estacionario y no estacionario

Flujo Plano- lamina (2D) Flujo espacial (3D) uniforme y no uniforme

c.) Segun forma: d.) Segun Contorno: u o am nar

Flujo turbulento

erra o

Abierto

e.) Segun Clase: (mareas-medios porosos) Potencial

14Hidrulica IC-701

Rotacional


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a.) Segun Grupo:

Flujo lineal (1D) Flujo Plano- lamina (2D)

Flujo espacial (3D)

Lineal Plano Espacial

v = f(x, ,z)z

v = f(x) v = f(x,y)

y

x x x

Canal estrecho Canal anchoAltura baja

BifurcacionesAlineamiento no lineal

15Hidrulica IC-701


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b.) Segun tipo:

estacionario y no estacionario uniforme y no uniforme

vx

vx=const.

vx

vx=const.

Uniforme

t x

vx

=

No estacionario

vxNo uniforme

x

vx=variable

t x

16Hidrulica IC-701


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c.) Segun forma:

Flujo laminar Flujo turbulento

FlujoTurbulento

FlujoLaminar

17Hidrulica IC-701


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d.) Segun Contorno: Cerrado

Abierto

0,

0

D

Area transversal A

Perimetro

18Hidrulica IC-701


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d.) Segun Clase: (mareas-medios porosos) Potencial

Rotacional

19Hidrulica IC-701

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