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LA MECÁNICA DE FLUIDOS ¿QUE ES?

Lo que es la mecánica de fluidos puede entenderse como la rama de la física que estudia el movimiento de los fluidos (gases y líquidos) así como todo aquello que lo provoca, aplicando los principios fundamentales de la mecánica general.

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La mecánica de fluidos, de forma adicional, también hace un estudio sobre las interacciones que existen entre el fluido y el contorno que lo limita, proporcionando una hipótesis fundamental basada en que es aquella que considera que el fluido es continuo a lo largo del espacio que ocupa, ignorando por la estructura molecular así como las discontinuidades asociadas a esta.

Por otro lado, la mecánica de fluidos es la parte de la física que se encarga de la acción de los fluidos en reposo o en movimiento, así como de las aplicaciones y mecanismos de ingeniería que utilizan fluidos. Es fundamental en campos tan diversos como la aeronáutica, la ingeniería química, la civil, la industrial, la meteorología, las construcciones navales y la oceanografía.

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Ésta puede subdividirse en dos campos principales: la estática de fluidos o hidrostática, y la dinámica de fluidos.

La estática de fluidos o hidrostática

Se ocupa de los fluidos en reposo.

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La dinámica de fluidos

Trata los fluidos en movimiento.

El término de hidrodinámica se aplica al flujo de líquidos o al flujo de los gases a baja velocidad, en el que puede considerarse que el gas es esencialmente incompresible. La aerodinámica, o dinámica de gases, se ocupa del comportamiento de los gases cuando los cambios de velocidad y presión son lo suficientemente grandes para que sea necesario incluir los efectos de la compresibilidad.

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Entre las aplicaciones de la mecánica de fluidos están la propulsión a chorro, las turbinas, los compresores y las bombas. La hidráulica estudia la utilización en ingeniería de la presión del agua o del aceite.

En Mecánica de Fluidos solo hay cuatro dimensiones primarias, de las que se derivan todas las demás, a saber, masa, longitud, tiempo y temperatura.

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Las propiedades de los fluidos más interesantes son:

a) La isotropía, por cuanto mantienen igualdad de propiedades en todas direcciones.

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b) La movilidad, por cuanto carecen de forma propia, por lo que se amoldan a la del recipiente que los contiene; a un esfuerzo infinitamente pequeño le corresponde una deformación infinitamente grande.

c) La viscosidad, que constituye una resistencia a la deformación, la cual no sigue las leyes del rozamiento entre sólidos, siendo las tensiones proporcionales, en forma aproximada, a las velocidades de las deformaciones; esta Ley fue formulada por Newton, que decía: cuando las capas de un líquido deslizan entre sí, la resistencia al movimiento depende del gradiente de la velocidad dv/dx, y de la superficie.

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Si la velocidad relativa de desplazamiento es nula, la tensión también lo será.

d) La compresibilidad, según la cual, para cualquier esfuerzo a que se someta al fluido, su volumen prácticamente no varía. Así, para el caso del agua, por cada kg/cm2 que aumente su presión, se comprime 1/20.000 de su volumen. Para los fluidos compresibles, el volumen especifico será función de la presión y de la temperatura, siendo complicadas las expresiones que ligan estas variables.

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Terminamos

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