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4.- Flujo de fluidos.

Caso práctico

  • Vale Ainhoa, ya me está quedando todo más claro. Los fluidos son complejos…
  • Sí, en esencia porque al no ser sólidos, sino maleables, es mucho más complicado hacer cálculos con ellos, sobre todo en hidrodinámica que al final es lo que a ti te interesa.
  • Y entonces, ¿cómo procedemos?
  • En esencia se tiene en cuenta el principio de conservación de la masa. Suena complicado pero sólo quiere decir que la masa que sale por un extremo es igual a la que entra por el otro. Esencialmente.
¿sabes cómo funciona un flujo de fluidos?

Un flujo de fluidos se da cuando un fluido contenido en un recipiente de sección cerrado o abierta variable se desplaza en una dirección concreta con una velocidad determinada. El flujo hace que una cantidad constante o variable del fluido se desplace en la dirección del mismo, generando un movimiento de presión en la dirección del desplazamiento y un movimiento de succión en la opuesta.

En el supuesto de una tubería de agua, el movimiento de presión a favor de la dirección del movimiento hará que el agua siga el curso de la tubería y el movimiento de succión permitirá que más agua proveniente del otro extremo de la tubería entre en la misma y así se renueve el caudal.

El flujo del fluido puede ser constante o variable, generalmente generado por una presión en algún punto anterior del circuito que obliga al agua a desplazarse en uno de los sentidos. Esta sobrepresión puede darse por acumulación de un volumen de agua en un punto más alto o por grupos elevadores de presión, que de forma mecánica aumentan la presión del agua en una dirección concreta, generalmente consumiendo energía eléctrica.

Fundamentos del flujo de los fluidos

El fundamento de principal del flujo de fluidos, y específicamente en el caso de las tuberías, se basa como hemos descrito en un movimiento longitudinal en el eje de la tubería que desplaza el fluido en una dirección. Este movimiento produce una entrada de masa de fluido igual a la cantidad de masa que sale del tramo de tubería en cuestión, es decir se da un principio de conservación de la masa, también conocido como principio Bernoulli.

En esencia la conclusión es que el flujo es continuo y que el caudal de entrada es igual al caudal de salida. Lo que en la práctica significa que podemos contar con el mismo caudal, es decir la misma cantidad de agua por unidad de tiempo, mientras la sección de la tubería sea constante si la velocidad es constante.

Este mismo principio nos permite establecer que si el caudal es constante y la sección se estrecha, la velocidad debe aumentar para mantener estable el caudal y por la misma lógica si el caudal debe permanecer constante y la sección se ensancha la velocidad debe disminuir. Esta ecuación también se denomina ecuación de la continuidad.

Debes conocer