TY - BOOK AU - Smits,Alexander J. TI - Mecánica de fluidos: una introducción física SN - 9701507843 PY - 2003/// CY - México PB - Alfaomega KW - MECANICA DE FLUIDOS KW - Spines KW - MANOMETROS KW - HIDROSTATICA KW - VISCOSIDAD KW - TURBOMAQUINARIA KW - HIDRAULICA KW - CORRIENTE DE FLUIDOS KW - TUBERIAS N1 - Incluye índice alfabético; CAPITULO 1. INTRODUCCIÓN 1.1. Naturaleza de los fluidos 1.2. Esfuerzos en los fluidos 1.3. Presión 1.3.1. Presión: dirección de la acción 1.3.2. Fuerzas debidas a la presión 1.3.3. La presión e isotrópica 1.3.4. Esfuerzos globales y presión del fluido 1.3.5. Densidad y gravedad especifica 1.3.6. Ley de gas ideal 1.3.7. Compresibilidad en los fluidos 1.3.8. Presión: su transmisión a través de un fluido 1.3.9. Prensas y elevadores hidráulicos 1.4. Esfuerzos viscosos 14.1. Esfuerzos viscosos cortantes 1.4.2. Consideraciones sobre energías y trabajo 1.4.3. Esfuerzos viscosos normales 1.4.4. Viscosidad 1.5. Mediciones de viscosidad 1.6. Capas limite 1.7. Flujos laminar y turbulento 1.8. Tensión superficial 1.8.1. Gotas y burbujas 1.8.2. Formación de meniscos 1.8.3. Capilaridad 1.9. Unidades y dimensiones CAPÍTULO 2. ESTÁTICA DE FLUIDOS 2.1. La ecuación de la hidrostática 2.2. Presión manométrica y presión absoluta 2.3. Aplicaciones de la ecuación hidrostática 2.3.1. Variación de la presión con la altura y la profundidad 2.3.2. Manómetros 2.3.3. Barómetros 2.4. Paredes verticales de anchura constante 2.4.1. Solución mediante presiones absolutas 2.4.2. Solución mediante presiones manométricas 2.4.3. Balance del momento 2.4.4. ¿Presión manométrica o presión absoluta? 2.5. Paredes inclinadas con anchura constante 2.5.1. Fuerza horizontal 2.5.2. Fuerza vertical 2.5.3. Fuerza resultante 2.5.4. Balance de momentos 2.6. Fuerzas hidrostáticas sobre superficies curvas 2.6.1. Fuerza resultante 2.6.2. Línea de acción 2.7. Superficies bidimensionales 2.8. Centros de presión, momentos de área 2.9. Principios de Arquímedes 2.10. Estabilidad de cuerpos flotantes 2.11. Fluidos en movimientos de cuerpo rígido 2.11.1 Aceleración vertical 2.11.2. Aceleración vertical y horizontal 2.11.3. Rotación de cuerpo rígido CAPÍTULO 3. INTRODUCCIÓN AL MOVIMIENTO DE LOS FLUIDOS I 3.1. Introducción 3.2. Partículas de fluidos y volúmenes de control 3.2.1. Sistema lagrangiano 3.2.2. Sistema euleriano 3.2.3. Elementos de fluido 3.2.4. Volúmenes de control grandes 3.2.5. Flujo en régimen permanente y transitorio 3.3. Líneas de corriente y tubos de corriente 3.3.1. Líneas de corriente 3.3.2. Trayectoria 3.3.3. Líneas de emisión 3.3.4. Tubos de corriente 3.3.5. Líneas de tiempo 3.4. Dimensión de un campo de flujo 3.5. Conservación de la masa 3.6. Ecuación de la cantidad de movimiento 3.6.1. Fuerzas 3.6.2. Flujo unidireccional 3.6.3. Flujo bidireccional 3.7. Fuerzas viscosas y perdidas de energías mecánica CAPÍTULO 4. INTRODUCCIÓN AL MOVIMIENTO DE LOS FLUIDOS II 4.1. Introducción 4.2. Ecuación de Bernoulli 4.2.1. Balance de fuerzas a lo largo de líneas de corriente 4.2. 2. Balance de fuerzas en dirección normal a las líneas de corriente 4.3. Presión de estancamiento y presión dinámica 4.4. Variación de la presión y de la velocidad 4.5. Aplicaciones de la ecuación de Bernoulli 4.5.1. Tubo de Pitot 4.5.2. Tubo de Venturi y atomizador 4.5.3. Sifón 4.6. Ecuación de Bernoulli y drenado de tanques 4.7. *Ecuación de la energía 4.7.1. Primera ley de la termodinámica 4.7.2. Flujo unidimensional 4.7.3. Relación con la ecuación de Bernoulli CAPÍTULO 5. ECUACIONES DE MOVIMIENTO EN FORMA INTEGRAL 5.1. Flujo 5.2. Ecuaciones de continuidad 5.3. Ecuaciones de la cantidad de movimiento 5.3.1. Término transitorio 5.3.2. Término de flujo 5.3.3. Fuerza resultante 5.4. Teorema del transporte de Reynolds 5.5. Ecuación de la energía CAPÍTULO 6. ECUACIONES DIFERENCIALES DEL MOVIMIENTO 6.1. Rapidez de cambios siguiendo una partícula de fluido 6.1.1. Aceleración en coordenadas cartesianas 6.1.2. Aceleración en coordenadas cilíndricas 6.2. Ecuación de continuidad 6.2.1. Formas particulares 6.3. Ecuación de la cantidad de movimiento 6.3.1. Ecuación de Euler en coordenadas cartesianas 6.3.2. Ecuaciones de Euler en coordenadas cilíndricas 6.3.3. Ecuaciones de Navier – Stokes 6.3.4. Condiciones de frontera 6.4. Aplicación al movimiento de cuerpo rígido 6.5. Flujo unidimensional transitorio 6.5.1. Ecuación de continuidad 6.5.2. Ecuación de la cantidad de movimiento 6.5.3. Ecuación de la energía CAPÍTULO 7. FLUJOS INCOMPRESIBLES IRROTACIONALES 7.1. Vorticidad y rotación 7.2. El potencial de la velocidad 7.3. La función de corriente 7.4. Flujos donde existen velocidad y corriente en forma simultánea 7.5. Resumen de definiciones y restricciones 7.6. Ejemplos de flujo potencia 7.6.1. Flujo uniforme 7.6.2. Fuente puntual 7.6.3. Vórtice potencial 7.7. Ecuación de Laplace 7.8. Fuente en un flujo uniforme 7.9. Flujo potencial sobre un cilindro 7.9.1. Distribución de la presión 7.9.2. Efectos viscosos 7.10 Sustentación 7.10.1. Efectos Magnus 7.10.2. Cuerpos aerodinámicos y alas 7.11. Interacciones de los vórtices CAPÍTULO 8. ANÁLISIS DIMENSIONAL 8.1. Homogeneidad dimensional 8.2. Aplicación de la homogeneidad dimensional 8.2.1. Ejemplo: salto hidráulico 8.2.2. Ejemplo: Arrastre sobre una esfera 8.3. El número de grupos adimensionales 8.4. Problemas de adimensionalización 8.5. Ejemplo de flujo en tubos 8.6. Grupos adimensionales comunes 8.7. Adimensionalización de las ecuaciones 8.8. Modelos a escala 8.8.1. Semejanza geométrica 8.8.2. Semejanza cinemática 8.8.3. Semejanza dinámica CAPÍTULO 9. FLUJOS VISCOSOS INTERNOS 9.1. Introducción 9.2. Esfuerzos viscosos y número de Reynolds 9.3. Capas limite flujos completamente desarrollados 9.4. Transición y turbulencia 9.5. Flujo de Poiseuille 9.5.1. Flujo completamente desarrollado en conductos 9.5.2. Flujo completamente desarrollado en tubos 9.6. Transición de flujo en tuberías 9.7. Flujo turbulento en tuberías 9.8. Ecuación de la energía para flujo en tuberías 9.8.1. Coeficiente de energía cinética 9.8.2. Pérdidas primarias y secundarias 9.9. Válvulas y grifos 9.10. Diámetro hidráulico CAPÍTULO 10. FLUJOS VISCOSOS EXTERNOS 10.1. Introducción 10.2. Capa limite laminar 10.2.1. Análisis de volumen de control 10.2.2. Solución por semejanza 10.3. Espesores de desplazamiento y de cantidad de movimiento 10.3.1. Espesor de desplazamiento 10.3.2. Espesor de cantidad de movimiento 10.3.3. Factor de forma 10.4. Capas limite turbulentas 10.5. Separación, readherencia y estelas 10.6. Arrastre en cuerpos romos y aerodinámicos 10.7. Pelotas de golf, cricket y béisbol 10.8. Campos de flujo en automóviles CAPÍTULO 11. FLUJO EN CANALES ABIERTOS 11.1. Introducción 11.2. Ondas gravitatorias de amplitud pequeña 11.3. Número de Froude 11.4. Rompimiento de ondas 11.5. Tsunamis 11.6. Saltos hidráulicos 11.7. ¿Caídas hidráulicas? 11.8. Rompientes y oleaje 11.9. Flujo a través de un estrechamiento suave 11.9.1. Flujo subcrítico en un estrechamiento 11.9.2. Flujo supercrítico en un estrechamiento 11.9.3. Flujo sobre tope CAPÍTULO 12. FLUJO COMPRESIBLE 12.1. Introducción 12.2. Propagación de la presión en un fluido en movimiento 12.3. Regímenes de flujo 12.4. Termodinámica del flujo compresible 12.4.1. Relaciones del gas ideal 12.4.1.1. Calores específicos 12.4.1.2. Variaciones en la entropía 12.4.1.3. Relaciones del calor especifico 12.4.2. Velocidad del sonido 12.4.3. Propiedades de estancamiento 12.5. Flujo compresible a través de una tobera 12.5.1. Análisis de flujo isentrópico 12.5.2. Razón de áreas 12.5.3. Flujo estrangulado 12.6. Ondas de choques normales 12.6.1. Razón de temperatura 12.6.2. Razón de densidades 12.6.3. Razón de números de Mach 12.6.4. Razón de presiones de estancamiento 12.6.5. Cambios en la entropía 12.6.6. Resumen: ondas de choque normales 12.7. Ondas de choque normales débiles 12.8. Ondas oblicuas 12.8.1. Relaciones de onda de choque oblicua 12.8.2. Desviación del flujo 12.8.3. Resumen de ondas de choque oblicuas 12.9. Ondas de choque oblicuas débiles y ondas de compresión 12.10. Ondas expansivas 12.11. Arrastre de onda en vehículos supersónicos CAPÍTULO 13. TURBOMÁQUINAS 13.1. Introducción 13.2. Ecuación de la cantidad de movimiento angular para una turbina 13.3. Diagramas de velocidad 13.4. Turbinas hidráulicas 13.4.1. Turbinas de impulso 13.4.2. Turbinas de flujo radial 13.4.3. Turbinas de flujo axial 13.5. Bombas 13.5.1. Bombas centrífugas 13.5.2. Cavitación 13.6. Mediciones del rendimiento relativo 13.7. Análisis dimensional 13.8. Hélices y molinos de viento 13.9. Generación de energía con el viento CAPÍTULO 14. MECÁNICA DE FLUIDOS Y MEDIO AMBIENTE 14.1. Flujos atmosféricos 14.2. Equilibrio de la atmósfera 14.3. Patrones circulatorios y efectos de Coriolis 14.4. Capa limite planetaria 14.5. Intensidad y dirección prevalecientes del viento 14.6. Contaminación atmosférica 14.7. Dispersión de contaminantes 14.8. Difusión y mezclado CAPÍTULO 15. NOTAS HISTÓRICAS 15.1. Arquímedes de Siracusa 15.2. Leonardo da Vinci 15.3. Evangelista Torricelli 15.4. Blaise Pascal 15.5. Sir Isaac Newton 15.6. Daniel Bernoulli 15.7. Leonhard Euler 15.8. Jean le Rond D’Alembert 15.9. Joseph – Louis Lagrange 15.10. Claude Louis Marie Henri Navier 15.11. Jean L. M. Poiseuille 15.12. Gustav Heinrich Magnus 15.13. William Fraude 15.14. George Gabriel Stokes 15.15. Ernst Mach 15.16. Osborne Reynolds 15.17. Ludwig Prandtl 15.18. Lewis Ferry Moody 15.19. Theodore Von Kármán 15.20. Geoffrey Ingram Taylor APÉNDICE A. Herramientas analíticas APÉNDICE B. Factores de conversión APÉNDICE C. Propiedades de los fluidos y de flujos APÉNDICE D. Recursos web ER -