Universidad
Católica Andrés Bello.
Facultad de Ingeniería.
Escuela de Ingeniería Civil.
Cátedra: Mecánica de los Fluidos I.
Profesora: Adolia Rosales.
Integrantes:
- Astudillo Medina Bernardo José
- Pereira Tinedo Carlos Rubén
- Pérez Harewood Luis Francisco
- Tejera Pescoso Carlos Manuel
“Desarrollo
Histórico de la Mecánica de los Fluidos”
Como Juan José
Bolinaga define en su libro “Mecánica Elemental de los Fluidos”, (2010)
Cap.1 “La mecánica de los Fluidos la
podemos definir como una rama de la mecánica general que analiza el movimiento
de los fluidos desde un punto de vista macroscópico en estados líquidos y
gaseosos generalmente.”
La
Mecánica de los Fluidos empezó a tomar un lugar en la historia indirectamente con
muestras como los acueductos y baños que fabricaban los romanos en el siglo
cuarto a.C, Los griegos, en especial a Arquímedes que descubrió y formuló los
principios de flotación en siglo tercero a.C. Leonardo da Vinci (1452-1519), le
fue dando más profundidad al tema, realizó experimentos, investigó, especuló,
sobre las olas, chorros, torbellinos (hidrodinámica) y los principios de la
aerodinámica, e incluso sobre el vuelo. Contribuyó a la ecuación unidimensional
de la conservación de la masa.
Galileo
Galilei (1564-1642) su principal aporte la invención de la balanza hidrostática
para la determinación de pesos específicos, esta balanza es un mecanismo
experimental destinado al estudio de la fuerza
de impulso ejercida por fluidos sobre los cuerpos en ella inmersos.
Blaise
Pascal (1623-1662) contribuyó con su “Ley de Pascal” que se resume en: La
presión ejercida en cualquier lugar de un fluido encerrado e incomprensible se
transmite por igual en todas las direcciones en todo el fluido, lo que quiere
decir que la presión en todo el fluido es constante.
Isaac
Newton (1642-1727), al formular sus famosas leyes de movimiento y su ley de la
viscosidad, preparó el camino para los grandes avances en la Mecánica de los
Fluidos. Basándose en las leyes de movimiento muchos matemáticos de esa era,
pudieron resolver problemas de flujo sin fricción, es decir sin viscosidad.
Pero los efectos viscosos dominan la mayoría de los fluidos por lo que llevo a
los ingenieros de ese siglo a desarrollar ecuaciones empíricas, experimento,
cálculos y establecer la ciencia de la Hidráulica una de los principales
enfoques de la mecánica de los Fluidos. La Hidráulica la definimos como la
ciencia que estudia el comportamiento de los fluidos en función de sus
propiedades específicas, es decir estudia las propiedades mecánicas de los
líquidos dependiendo de las fuerzas que pueda ser sometida.
Daniel
Bernoulli (1700-1782), con su teorema afirma que la energía mecánica total de
un flujo incompresible y no viscoso (sin rozamiento) es constante a lo largo de
una línea de corriente. Este teorema parte de las ecuaciones diferenciales de
Euler, hoy en día el teorema se aplica al flujo sobre superficies, como las
alas de un avión o las hélices de un barco. Las alas están diseñadas para que
obliguen al aire a fluir con mayor velocidad sobre la superficie superior que
sobre la inferior, por lo que la presión sobre esta última es mayor que sobre
la superior.
Jean
d’Alembert (1717-1783), en su obra maestra Tratado de la dinámica de 1743,
establece que la suma de las fuerzas externas que actúan sobre un cuerpo y
las denominadas fuerzas de inercia forman un sistema de fuerzas
en equilibrio. A este equilibrio se le denomina equilibrio dinámico. Su
teoría deriva de los trabajos de newton solo cuando las fuerzas que interactúan
en el sistema son ajenas a la velocidad.
Antoine
de Chézy (1718-1798), con su aporte para calcular la velocidad de los fluidos
en canales y tuberías gracias a la constante que logro determinar.
Henry Darcy (1803 - 1872), con
dos grandes aportes a la hidráulica como lo es la ley de Darcy, que establece
la filtración del agua a través del suelo, y determinado una ecuación para el
cálculo de la pérdida de carga debida a la fricción dentro una tubería
(Ecuación Darcy-Weibasch).
Joseph
Lous Lagrange (1736-1813), introdujo el potencial de velocidad y la función de
estiramiento de los hidroneumáticos modernos, derivo la ecuación para la
velocidad de la propagación de las ondas en la apertura de canales.
Giovanni
Battista Venturi (1746-1822), desarrollo pruebas sobre varias formas de la
desembocadura de piezas en particular, cónica, contracción y expansión.
Jean
Louis Poiseullie (1799-1869), encontró una ecuación para flujo laminar según la
cual la viscosidad depende de la temperatura en una relación parabolica. Todo
esto a partir de estudios sobre el flujo en los vasos sanguíneos y la
resistencia al flujo a través de tubos.
Julius
Weisbach (1806-1871), Su máximo trabajo fue “Lehrbuch der Ingenieur-und
Maschinen-Mechanik” un compendio de tres volúmenes a partir del cual moderniza
y hace la mecánica de fluidos una parte integral de la ingeniería. Trabajó en áreas
tales como dinámica de fluidos, equilibrio y presión del agua en vasos,
equilibrio del agua con otros cuerpos, acción molecular del agua, equilibrio y
presión del aire, teoría del flujo de agua, contracción del chorro, flujo de
agua en tuberías, resistencia a contracciones y expansiones, flujo bajo presión
variable, flujo del aire y otros fluidos, flujos en canales y ríos, medición
del agua e impulso y resistencia de fluidos. Fue el primero en escribir la
ecuación de resistencia para tuberías, además de extender la fórmula para
vertederos.
Louis
Marie Henry Navier (1785-1836), desarrollo una ecuación diferencial para
escribir el movimiento de los fluidos modificando las ecuaciones de Euler,
partiendo de un análisis netamente teórico, la cual no pudo ser interpretada
hasta tiempo después.
George
Gabriel Stokes (1819-1903), formuló teorías sobre la fricción interna de
fluidos en movimientos y derivó la ecuación de Navier-Stokes hasta la forma en
que la conocemos hoy. Además de esto desarrollo la ley que lleva su nombre.
Osborne Reynolds La naturaleza del flujo a través de
un tubo está determinada por el valor que tome el número de Reynolds siendo
este un número adimensional que depende de la densidad, viscosidad y
velocidad del flujo y el diámetro del tubo.
En 1904 Ludwing Prandtl publico uno
de los más importantes artículos de la mecánica de fluidos consiguiendo enlazar
la teoría clásica con los resultados sobre fricción de cuerpos sumergidos. Prandtl
introdujo el concepto de capa limite, una delgada zona de fluido cercana a la
superficie de los cuerpos, en el cual se presentan grandes variaciones de
velocidad y donde se concentran los efectos viscosos. En términos generales se
puede decir que, puesto que la viscosidad es bastante pequeña en casi todos los
fluidos, los esfuerzos cortantes deben ser apreciables únicamente en las
regiones en donde existan grandes gradientes de velocidad; el flujo en otras
regiones se podría describir con gran exactitud por medio de las ecuaciones de
flujo no viscoso. Las características más sobresalientes de la capa de limite
pueden describirse a través del caso del flujo sobre una superficie plana y
fija, sobre la que se hace incidir una corriente uniforme de velocidad.
Un
discípulo de Prandtl, Blasius, resolvió analíticamente las ecuaciones para la
capa limite laminar sobre una placa plana sin gradiente de presión; Blasius
obtuvo la siguiente expresión de la capa limite en la zona laminar que se
adapta bastante bien a los resultados obtenidos de forma experimental
BIBLIOGRAFIA.
- Mecánica
Elemental de los Fluidos, Juan José Bolinaga (2010)
- Mecánica
de Fluidos con aplicación en Ingeniería, Joseph Franzini Novena Edición
- http://www.unet.edu.ve/~fenomeno/F_DE_T-153.htm
- http://web.archive.org/web/20090521084229/http://www.uniovi.es/Areas/Mecanica.Fluidos/docencia/_asignaturas/mecanica_de_fluidos/07_08/MF07_Capalimite.pdf
-
No hay comentarios.:
Publicar un comentario