Fluid mechanics

MECÁNICA DE FLUIDOS......Page 1
PÁGINA LEGAL......Page 5
CONTENIDO......Page 8
PRÓLOGO......Page 12
PRÓLOGO A LA EDICIÓN ESPAÑOLA......Page 15
MECÁNICA DE FLUIDOS......Page 16
1.1. NOTAS PRELIMINARES......Page 18
1.2. CONCEPTO DE FLUIDO......Page 19
1.3. EL FLUIDO COMO MEDIO CONTINUO......Page 20
1.4. DIMENSIONES Y UNIDADES......Page 21
1.5. PROPIEDADES DEL CAMPO DE VELOCIDADES......Page 28
1.6. PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DE UN FLUIDO......Page 30
1.7. VISCOSIDAD Y OTRAS PROPIEDADES SECUNDARIAS......Page 37
1.8. TÉCNICAS BÁSICAS DE ANÁLISIS DE LOS FLUJOS......Page 51
1.9. DESCRIPCIÓN DEL FLUJO: LÍNEAS DE CORRIENTE, SENDAS Y LÍNEAS DE TRAZA......Page 52
1.10. EL RESOLVEDOR DE ECUACIONES DE INGENIERÍA......Page 57
1.11. INCERTIDUMBRE DE LOS DATOS EXPERIMENTALES......Page 58
1.12. EL EXAMEN DE FUNDAMENTOS DE INGENIERÍA (FE)......Page 59
1.14. HISTORIA Y PERSPECTIVA DE LA MECÁNICA DE FLUIDOS......Page 60
Problemas......Page 61
Problemas extensos......Page 69
Referencias......Page 72
2.1. PRESIÓN Y GRADIENTE DE PRESIÓN......Page 74
2.2. EQUILIBRIO DE UNA PARTÍCULA FLUIDA......Page 76
2.3. DISTRIBUCIÓN DE PRESIONES EN HIDROSTÁTICA......Page 78
2.4. APLICACIÓN A LA MEDIDA DE PRESIONES......Page 84
2.5. FUERZAS HIDROSTÁTICAS SOBRE SUPERFICIES PLANAS......Page 88
2.6. FUERZAS HIDROSTÁTICAS SOBRE SUPERFICIES CURVAS......Page 94
2.7. FUERZAS HIDROSTÁTICAS EN FLUIDOS ESTRATIFICADOS......Page 97
2.8. FLOTACIÓN Y ESTABILIDAD......Page 99
2.9. DISTRIBUCIÓN DE PRESIONES EN MOVIMIENTO COMO SÓLIDO RÍGIDO......Page 105
2.10. MEDIDA DE LA PRESIÓN......Page 113
Problemas......Page 117
Problemas conceptuales......Page 138
Problemas extensos......Page 139
Proyectos de diseño......Page 141
Referencias......Page 142
3.1. LEYES BÁSICAS DE LA MECÁNICA DE FLUIDOS......Page 144
3.2. TEOREMA DEL TRANSPORTE DE REYNOLDS......Page 148
3.3. CONSERVACIÓN DE LA MASA......Page 156
3.4. CONSERVACIÓN DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO......Page 163
3.5. TEOREMA DEL MOMENTO CINÉTICO14......Page 176
3.6. ECUACIÓN DE LA ENERGÍA16......Page 181
3.7. FLUJO SIN FRICCIÓN: LA ECUACIÓN DE BERNOULLI......Page 192
Relación entre la ecuación de Bernoulli y la ecuación de la energía en flujo estacionario......Page 194
Líneas de nivel de energía y de altura motriz......Page 195
Resumen......Page 200
Problemas......Page 201
Problemas del examen de fundamentos de ingeniería......Page 228
Problemas extensos......Page 229
Problemas de diseño......Page 230
Referencias......Page 231
4.1. EL CAMPO DE ACELERACIONES DE UN FLUIDO......Page 234
4.2. LA ECUACIÓN DIFERENCIAL DE CONSERVACIÓN DE LA MASA......Page 236
4.3. LA ECUACIÓN DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO EN FORMA......Page 242
4.4. LA ECUACIÓN DIFERENCIAL DEL MOMENTO CINÉTICO......Page 249
4.5. LA ECUACIÓN DIFERENCIAL DE LA ENERGÍA8......Page 250
4.6. CONDICIONES DE CONTORNO PARA LAS ECUACIONES BÁSICAS......Page 253
4.7. LA FUNCIÓN DE CORRIENTE......Page 258
4.8. VORTICIDAD E IRROTACIONALIDAD......Page 266
4.9. FLUJOS IRROTACIONALES NO VISCOSOS......Page 268
4.10. ALGUNOS FLUJOS POTENCIALES PLANOS ILUSTRATIVOS18......Page 273
4.11. ALGUNOS FLUJOS VISCOSOS INCOMPRESIBLES ILUSTRATIVOS......Page 278
Flujo de Couette entre una placa fija y otra moviéndose......Page 279
Flujo entre dos placas fijas debido a un gradiente de presiones......Page 280
Flujo laminar completamente desarrollado en un conducto circular......Page 282
Flujo entre cilindros concéntricos infinitamente largos......Page 284
Inestabilidad del flujo con cilindro interior rotatorio19......Page 286
Problemas......Page 287
Problemas del examen de fundamentos de ingeniería......Page 297
Problemas extensos......Page 298
Referencias......Page 299
5.1. INTRODUCCIÓN......Page 302
5.2. EL PRINCIPIO DE HOMOGENEIDAD DIMENSIONAL......Page 305
5.3. EL TEOREMA PI......Page 310
5.4. ADIMENSIONALIZACIÓN DE LAS ECUACIONES BÁSICAS......Page 316
5.5. LA MODELIZACIÓN Y SUS DIFICULTADES......Page 325
Problemas......Page 335
Problemas conceptuales......Page 343
Problemas extensos......Page 344
Proyectos de diseño......Page 345
Referencias......Page 346
6.1. REGÍMENES EN FUNCIÓN DEL NÚMERO DE REYNOLDS......Page 350
6.2. FLUJOS INTERNOS Y FLUJOS EXTERNOS......Page 355
6.3. PÉRDIDA DE CARGA; EL COEFICIENTE DE FRICCIÓN......Page 357
6.4. FLUJO LAMINAR COMPLETAMENTE DESARROLLADO EN CONDUCTOS CIRCULARES......Page 359
6.5. MODELIZACIÓN DE LA TURBULENCIA......Page 362
6.6. FLUJO TURBULENTO EN CONDUCTOS CIRCULARES......Page 368
6.7. TRES TIPOS DE PROBLEMAS SOBRE FLUJO EN TUBOS......Page 375
6.8. FLUJO EN CONDUCTOS NO CIRCULARES4......Page 381
6.9. PÉRDIDAS LOCALIZADAS EN SISTEMAS DE TUBERÍAS6......Page 391
6.10. SISTEMAS DE TUBERÍAS8......Page 399
6.11. EXPERIMENTACIÓN DE FLUJOS EN CONDUCTOS: ACTUACIONES DE UN DIFUSOR......Page 405
6.12. MEDIDORES EN FLUIDOS......Page 410
Problemas......Page 429
Problemas del examen de fundamentos de ingeniería......Page 446
Problemas extensos......Page 447
Referencias......Page 449
7.1. EFECTOS GEOMÉTRICOS Y DEL NÚMERO DE REYNOLDS......Page 452
7.2. MÉTODOS INTEGRALES EN LA TEORÍA DE LA CAPA LÍMITE......Page 455
7.3. LAS ECUACIONES DE CAPA LÍMITE......Page 459
7.4. CAPA LÍMITE SOBRE UNA PLACA PLANA......Page 461
7.5. CAPA LÍMITE CON GRADIENTE DE PRESIÓN3......Page 470
7.6. EXPERIMENTACIÓN EN FLUJOS EXTERNOS......Page 476
Problemas......Page 502
Problemas del examen de fundamentos de ingeniería......Page 515
Problemas extensos......Page 516
Referencias......Page 517
8.1. INTRODUCCIÓN Y REPASO......Page 520
8.2. SOLUCIONES ELEMENTALES EN FLUJOS PLANOS......Page 523
8.3. SUPERPOSICIÓN DE SOLUCIONES DE FLUJOS PLANOS......Page 525
8.4. FLUJOS PLANOS ALREDEDOR DE CUERPOS CERRADOS......Page 531
8.5. OTROS FLUJOS POTENCIALES PLANOS2......Page 540
8.6. IMÁGENES3......Page 545
8.7. TEORÍA DE PERFILES4......Page 547
8.8. FLUJO POTENCIAL AXILSIMÉTRICO5......Page 558
8.9. ANÁLISIS NUMÉRICO......Page 564
Problemas......Page 578
Problemas extensos......Page 589
Referencias......Page 591
9.1. INTRODUCCIÓN......Page 594
9.2. LA VELOCIDAD DEL SONIDO......Page 598
9.3. FLUJO ESTACIONARIO ADIABÁTICO E ISENTRÓPICO......Page 601
9.4. FLUJO ISENTRÓPICO CON CAMBIOS DE ÁREA......Page 606
9.5. LA ONDA DE CHOQUE NORMAL......Page 614
9.6. OPERACIÓN DE TOBERAS CONVERGENTES Y DIVERGENTES......Page 621
9.7. FLUJO COMPRESIBLE EN CONDUCTOS CON FRICCIÓN5......Page 626
9.8. FLUJO EN CONDUCTOS SIN FRICCIÓN Y CON ADICIÓN DE CALOR7......Page 638
9.9. FLUJO SUPERSÓNICO BIDIMENSIONAL......Page 642
9.10. ONDAS DE EXPANSIÓN DE PRANDTL-MEYER......Page 652
Problemas......Page 665
Problemas del examen de fundamentos de ingeniería......Page 678
Problemas extensos......Page 679
Proyectos de diseño......Page 680
Referencias......Page 681
10.1. INTRODUCCIÓN......Page 684
10.2. MOVIMIENTO UNIFORME: LA FÓRMULA DE CHÉZY......Page 689
10.3. CANALES EFICIENTES PARA MOVIMIENTO UNIFORME......Page 695
10.4. ENERGÍA ESPECÍFICA; CALADO CRÍTICO......Page 697
10.5. EL RESALTO HIDRÁULICO......Page 704
10.6. MOVIMIENTO GRADUALMENTE VARIADO5......Page 709
10.7. CONTROL Y MEDIDA DE CAUDALES MEDIANTE VERTEDEROS......Page 716
Resumen......Page 723
Problemas......Page 724
Problemas extensos......Page 735
Proyectos de diseño......Page 736
Referencias......Page 737
11.1. INTRODUCCIÓN Y CLASIFICACIÓN......Page 740
11.2. LA BOMBA CENTRÍFUGA......Page 743
11.3. CURVAS CARACTERÍSTICAS DE BOMBAS Y REGLAS DE SEMEJANZA......Page 749
11.4. BOMBAS HELICOCENTRÍFUGAS Y AXIALES: LA VELOCIDAD ESPECÍFICA......Page 758
11.5. ACOPLAMIENTO DE BOMBAS A UNA RED......Page 766
11.6. TURBINAS......Page 771
Teoría ideal de turbinas radiales......Page 772
Velocidad específica de turbinas......Page 773
Turbinas de impulso......Page 774
Aerogeneradores......Page 779
Teoría ideal de los aerogeneradores......Page 781
Problemas......Page 784
Problemas extensos......Page 795
Referencias......Page 797
APÉNDICE A PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS FLUIDOS......Page 800
APÉNDICE B TABLAS PARA FLUJOS COMPRESIBLES......Page 806
APÉNDICE C FACTORES DE CONVERSIÓN......Page 822
APÉNDICED ECUACIONES DE MOVIMIENTO EN COORDENADAS CILÍNDRICAS......Page 826
SOLUCIÓN DE PROBLEMAS SELECCIONADOS......Page 828
ÍNDICE......Page 836