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Los fluidos se pueden clasificar en diferentes tipos según los cambios en las propiedades del fluido, como la velocidad y la densidad. Existen diferentes métodos de análisis de dinámica de fluidos dependiendo del tipo de flujo.
Los diferentes tipos de flujo de fluidos son:
- Flujo estacionario y flujo inestable
- Flujo uniforme y no uniforme
- Flujo laminar y turbulento
- Flujo compresible e incompresible
- Flujos giratorios y no giratorios
- Flujo 1D, 2D, 3D
Tabla de contenido
1. Flujo estacionario y flujo inestable
Un flujo se define como estable si las propiedades del fluido, como la velocidad, la densidad y la presión en un punto, no cambian con el tiempo. Un flujo constante se puede expresar matemáticamente como:
donde V es la velocidad del fluido, ‘p’ es la presión y ‘J’ es la densidad.
Un flujo se define como transitorio si las propiedades de velocidad, presión y densidad del fluido en un punto varían con el tiempo. Esto se puede expresar matemáticamente de la siguiente manera:
2. Flujo uniforme y no uniforme
El flujo uniforme es un tipo de flujo de fluido en el que la velocidad del flujo en un momento dado no varía con respecto al espacio. [Along the length of direction of flow].
El flujo uniforme se puede expresar matemáticamente de la siguiente manera:
El flujo heterogéneo es un tipo de flujo de fluido en el que la velocidad del flujo en un momento particular varía en el espacio. Matemáticamente, el flujo desigual se puede expresar como:
3. Flujo laminar y turbulento
Los flujos laminares y turbulentos en tuberías se caracterizan con base en el número de Reynolds.
El flujo laminar se define como un tipo de flujo en el que las partículas fluidas se mueven a lo largo de líneas de corriente o caminos bien definidos, todos los cuales son rectos y paralelos entre sí. En el flujo laminar, las partículas de fluido se mueven en un flujo laminar. Las capas laminares se deslizan suavemente sobre las capas adyacentes. Por encima de un número de Reynolds de 4000, el flujo se vuelve laminar.
El flujo turbulento es un tipo de flujo en el que las partículas de fluido se mueven en un patrón en zigzag. El movimiento en zigzag aumenta la turbulencia y forma vórtices. Esto resulta en una alta pérdida de energía. Por encima de un número de Reynolds de 4000, el flujo se vuelve turbulento.
Se dice que el flujo de fluido en tuberías con números de Reynolds entre 2000 y 4000 está en transición.
3. Flujos compresibles e incompresibles
El flujo compresible es un tipo de flujo en el que la densidad del fluido cambia de un punto a otro. Esto significa que la densidad no es constante.
J no es una constante
El flujo incompresible es un tipo de flujo en el que la densidad del fluido es constante de un punto a otro. En general, los líquidos son incompresibles y los gases son comprimibles.
J=constante
donde J es la densidad del fluido.
4. Flujos giratorios y no giratorios
Un tipo de flujo en el que las partículas de fluido giran sobre su propio eje mientras fluyen a lo largo de las líneas de corriente se denomina flujo giratorio. Si las partículas de fluido que fluyen a lo largo de la línea de corriente no giran sobre su propio eje, el flujo se denomina flujo no giratorio.
5. Flujo 1D, 2D y 3D
El flujo de fluido unidimensional es un flujo de fluido en el que los parámetros de flujo, como la velocidad, se expresan como funciones del tiempo y una coordenada espacial. Eso es,
u = f(x,y), v=0, w=0;
En este tipo, las velocidades a lo largo de las direcciones y y z, es decir, v y w, se consideran despreciables.
Un flujo bidimensional es un tipo de flujo cuya velocidad es una función del tiempo y dos coordenadas espaciales ortogonales. Se supone que la velocidad del flujo a lo largo de la tercera dirección es despreciable. Eso es,
u = f(x,y), v = g(x,y), w = 0;
Un flujo tridimensional es un tipo de flujo cuya velocidad es una función del tiempo y tres coordenadas espaciales rectangulares mutuamente perpendiculares (x, y y z). Eso es,
u = f(x,y,z); v = g(x,y,z); w = h(x,y,z)
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