Mecánica de fluidos.

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Contenido
Prefacio
Multimedia Mecánica de Fluidos
Nomenclatura
1 Consideraciones básicas
	1.1 INTRODUCCIÓN
	1.2 DIMENSIONES, UNIDADES Y CANTIDADES FÍSICAS
	1.3 CONCEPTO DE MEDIO CONTINUO DE GASES Y LÍQUIDOS
	1.4 ESCALAS DE PRESIÓN Y TEMPERATURA
	1.5 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
		1.5.1 Densidad y peso específico
		1.5.2 Viscosidad
		1.5.3 Compresibilidad
		1.5.4 Tensión superficial
		1.5.5 Presión de vapor
	1.6 LEYES DE CONSERVACIÓN
	1.7 PROPIEDADES Y RELACIONES TERMODINÁMICAS
		1.7.1 Propiedades de un gas ideal
		1.7.2 Primera ley de la termodinámica
		1.7.3 Otras cantidades termodinámicas
	1.8 RESUMEN
	PROBLEMAS DE REPASO FUNDAMENTALES PARA UN EXAMEN DE INGENIERÍA
	PROBLEMAS
2 Estática de fluidos
	2.1 INTRODUCCIÓN
	2.2 PRESIÓN EN UN PUNTO
	2.3 VARIACIÓN DE PRESIÓN
	2.4 FLUIDOS EN REPOSO
		2.4.1 Presiones en líquidos en reposo
		2.4.2 Presiones en la atmósfera
		2.4.3 Manómetros
		2.4.4 Fuerzas sobre áreas planas
		2.4.5 Fuerzas sobre superficies curvas
		2.4.6 Flotabilidad
		2.4.7 Estabilidad
	2.5 RECIPIENTES LINEALMENTE ACELERADOS
	2.6 RECIPIENTES GIRATORIOS
	2.7 RESUMEN
	PROBLEMAS DE REPASO FUNDAMENTALES PARA UN EXAMEN DE INGENIERÍA
	PROBLEMAS
3 Introducción al movimiento de fluidos
	3.1 INTRODUCCIÓN
	3.2 DESCRIPCIÓN DEL MOVIMIENTO DE FLUIDOS
		3.2.1 Descripciones lagrangianas y eulerianas del movimiento
		3.2.2 Líneas de trayectoria, líneas fugaces y líneas de corriente
		3.2.3 Aceleración
		3.2.4 Velocidad angular y vorticidad
	3.3 CLASIFICACIÓN DE LOS FLUJOS DE FLUIDO
		3.3.1 Flujos en una, dos y tres dimensiones
		3.3.2 Flujos viscosos e inviscidos
		3.3.3 Flujos laminar y turbulento
		3.3.4 Flujos incompresibles y compresibles
	3.4 LA ECUACIÓN DE BERNOULLI
	3.5 RESUMEN
	PROBLEMAS DE REPASO FUNDAMENTALES PARA UN EXAMEN DE INGENIERÍA
	PROBLEMAS
4 Formas integrales de las leyes fundamentales
	4.1 INTRODUCCIÓN
	4.2 LAS TRES LEYES BÁSICAS
	4.3 TRANSFORMACIÓN DE UN SISTEMA A UN VOLUMEN D ECONTROL
	4.4 CONSERVACIÓN DE LA MASA
	4.5 ECUACIÓN DE LA ENERGÍA
		4.5.1 Término de la rapidez de realización de trabajo
		4.5.2 Ecuación general de la energía
		4.5.3 Flujo permanente uniforme
		4.5.4 Flujo permanente no uniforme
	4.6 ECUACIÓN DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO
		4.6.1 Ecuación general de la cantidad de movimiento
		4.6.2 Flujo permanente uniforme
		4.6.3 Ecuación de la cantidad de movimiento aplicada a deflectores
		4.6.4 Ecuación de la cantidad de movimiento aplicada a hélices
		4.6.5 Flujo permanente no uniforme
		4.6.6 Marcos de referencia no inerciales
	4.7 ECUACIÓN DEL MOMENTO DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO
	4.8 RESUMEN
	PROBLEMAS DE REPASO FUNDAMENTALES PARA UN EXAMEN DE INGENIERÍA
	PROBLEMAS
5 Formas diferenciales de las leyes fundamentales
	5.1 INTRODUCCIÓN
	5.2 ECUACIÓN DIFERENCIAL DE CONTINUIDAD
	5.3 ECUACIÓN DIFERENCIAL DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO
		5.3.1 Formulación general
		5.3.2 Ecuación de Euler
		5.3.3 Ecuaciones de Navier-Stokes
		5.3.4 Ecuaciones de vorticidad
	5.4 ECUACIÓN DIFERENCIAL DE LA ENERGÍA
	5.5 RESUMEN
	PROBLEMAS
6 Análisis dimensional y similitud
	6.1 INTRODUCCIÓN
	6.2 ANÁLISIS DIMENSIONAL
		6.2.1 Motivación
		6.2.2 Repaso de dimensiones
		6.2.3 Teorema π de Buckingham
		6.2.4 Parámetros adimensionales comunes
	6.3 SIMILITUD
		6.3.1 Información general
		6.3.2 Flujos confinados
		6.3.3 Flujos con superficie libre
		6.3.4 Flujos con números de Reynolds altos
		6.3.5 Flujos compresibles
		6.3.6 Flujos periódicos
	6.4 ECUACIONES DIFERENCIALES NORMALIZADAS
	6.5 RESUMEN
	PROBLEMAS DE REPASO FUNDAMENTALES PARA UN EXAMEN DE INGENIERÍA
	PROBLEMAS
7 Flujos internos
	7.1 INTRODUCCIÓN
	7.2 FLUJO DE ENTRADA Y FLUJO DESARROLLADO
		7.3.1 Método elemental
		7.3.2 Solución de las ecuaciones de Navier-Stokes
	7.3 FLUJO LAMINAR EN UN TUBO
	7.4 FLUJO LAMINAR ENTRE PLACAS PARALELAS
		7.4.1 Método elemental
		7.4.2 Solución de las ecuaciones de Navier-Stokes
		7.4.3 Situación de flujo simplificado
	7.5 FLUJO LAMINAR ENTRE CILINDROS GIRATORIOS
		7.5.1 Método elemental
	7.6 FLUJO TURBULENTO EN UN TUBO
		7.6.1 Ecuación diferencial
		7.6.2 Perfil de velocidad
		7.6.3 Pérdidas en flujos desarrollados en tubos
		7.6.4 Pérdidas en conductos no circulares
		7.6.5 Pérdidas menores en flujos en tubos
		7.6.6 Líneas de referencia hidráulica y de energía
		7.6.7 Sistema de tuberías simple con una bomba
	7.7 FLUJO UNIFORME TURBULENTO EN CANALES ABIERTOS
	7.8 RESUMEN
	PROBLEMAS DE REPASO FUNDAMENTALES PARA UN EXAMEN DE INGENIERÍA
	PROBLEMAS
8 Flujos externos
	8.1 INTRODUCCIÓN
	8.2 SEPARACIÓN
	8.3 FLUJO ALREDEDOR DE CUERPOS SUMERGIDOS
		8.3.1 Coeficientes de arrastre
		8.3.2 Formación de vórtices
		8.3.3 Perfilado
		8.3.4 Cavitación
		8.3.5 Masa agregada
	8.4 SUSTENTACIÓN Y RESISTENCIA AL AVANCE EN SUPERFICIES AERODINÁMICAS
	8.5 TEORÍA DEL FLUJO POTENCIAL
		8.5.1 Ecuaciones básicas de flujo
		8.5.2 Soluciones simples
		8.5.3 Superposición
	8.6 TEORÍA DE LA CAPA LÍMITE
		8.6.1 Antecedentes generales
		8.6.2 Ecuación integral de Von Kármán
		8.6.3 Solución aproximada de la capa límite laminar
		8.6.4 Capa límite turbulenta: forma de la ley exponencial
		8.6.5 Capa límite turbulenta: forma empírica
		8.6.6 Ecuaciones para la capa límite laminar
		8.6.7 Efectos del gradiente de presión
	8.7 RESUMEN
	PROBLEMAS DE REPASO FUNDAMENTALES PARA UN EXAMEN DE INGENIERÍA
	PROBLEMAS
9 Flujo compresible
	9.1 INTRODUCCIÓN
	9.2 VELOCIDAD DEL SONIDO Y EL NÚMERO DE MACH
	9.3 FLUJO ISENTRÓPICO A TRAVÉS DE UNA TOBERA
	9.4 ONDA DE CHOQUE NORMAL
	9.5 ONDAS DE CHOQUE EN TOBERAS CONVERGENTES DIVERGENTES
	9.6 FLUJO DE VAPOR A TRAVÉS DE UNA TOBERA
	9.7 ONDA DE CHOQUE OBLICUA
	9.8 ONDAS ISENTRÓPICAS DE EXPANSIÓN
	9.9 RESUMEN
	PROBLEMAS
10 Flujo en canales abiertos
	10.1 INTRODUCCIÓN
	10.2 FLUJOS EN CANALES ABIERTOS
		10.2.1 Clasificación de flujos con superficie libre
		10.2.2 Importancia del número de Froude
		10.2.3 Distribución de la presión hidrostática
	10.3 FLUJO UNIFORME
		10.3.1 Geometría de canales
		10.3.2 Ecuación para flujo uniforme
		10.3.3 Sección más eficiente
	10.4 CONCEPTOS DE ENERGÍA
		10.4.1 Energía específica
		10.4.2 Uso de la ecuación de la energía en transiciones
		10.4.3 Medición del flujo
	10.5 CONCEPTOS DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO
		10.5.1 Ecuación de la cantidad de movimiento
		10.5.2 Salto hidráulico
		10.5.3 Solución numérica de la ecuación de la cantidad de movimiento
	10.6 FLUJO NO UNIFORME GRADUALMENTE VARIADO
		10.6.1 Ecuación diferencial para flujo gradualmente variado
		10.6.2 Perfiles de superficies de agua
		10.6.3 Controles y flujo crítico
		10.6.4 Síntesis de perfiles
	10.7 ANÁLISIS NUMÉRICO DE PERFILES DE SUPERFICIES DE AGUA
		10.7.1 Método de pasos estándar
		10.7.2 Método de integración numérica
		10.7.3 Canales irregulares
		10.7.4 Métodos de integración directa
	10.8 RESUMEN
	PROBLEMAS
11 Flujos en sistemas de tuberías
	11.1 INTRODUCCIÓN
	11.2 PÉRDIDAS EN SISTEMAS DE TUBERÍAS
	11.3 SISTEMAS DE TUBERÍAS SIMPLES
		11.3.1 Tuberías en serie
		11.3.2 Tuberías en paralelo
		11.3.3 Tuberías ramales
	11.4 ANÁLISIS DE REDES DE TUBERÍAS
		11.4.1 Ecuaciones para redes generalizadas
		11.4.2 Linearización de las ecuaciones de energía para un sistema
		11.4.3 Método de Hardy Cross
		11.4.4 Análisis de redes con programas de computadorageneralizados
	11.5 FLUJO NO PERMANENTE EN TUBERÍAS
		11.5.1 Flujo incompresible en un tubo inelástico
		11.5.2 Flujo compresible en un tubo elástico
	11.6 RESUMEN
	PROBLEMAS
12 Turbomaquinaria
	12.1 INTRODUCCIÓN
	12.2 TURBOBOMBAS
		12.2.1 Bombas de flujo radial
		12.2.2 Bombas de flujo axial y mixto
		12.2.3 Cavitación en turbomáquinas
	12.3 ANÁLISIS Y SIMILITUD DIMENSIONAL PARA TURBOMAQUINARIA
		12.3.1 Coeficientes adimensionales
		12.3.2 Reglas de similitud
		12.3.3 Velocidad específica
	12.4 USO DE TURBOBOMBAS EN SISTEMAS DE TUBERÍAS
		12.4.1 Adaptación de bombas a la demanda de un sistema
		12.4.2 Bombas en paralelo y en serie
		12.4.3 Bombas de etapas múltiples
	12.5 TURBINAS
		12.5.1 Turbinas de reacción
		12.5.2 Turbinas de impulso
		12.5.3 Selección y operación de turbinas
	12.6 RESUMEN
	PROBLEMAS
13 Mediciones en mecánica de fluidos
	13.1 INTRODUCCIÓN
	13.2 MEDICIÓN DE PARÁMETROS DE FLUJO LOCAL
		13.2.1 Respuesta dinámica y cálculo de promedios
		13.2.2 Presión
		13.2.3 Velocidad
	13.3 MEDICIÓN DEL GASTO
		13.3.1 Método de velocidad-área
		13.3.2 Medidores de presión diferencial
		13.3.3 Otros tipos de medidores de flujo
	13.4 VISUALIZACIÓN DEL FLUJO
		13.4.1 Trazadores
		13.4.2 Métodos del índice de refracción
	13.5 ADQUISICIÓN Y ANÁLISIS DE DATOS
		13.5.1 Registro digital de datos
		13.5.2 Análisis de incertidumbre
		13.5.3 Análisis de regresión
	13.6 RESUMEN
	PROBLEMAS
14 Dinámica de fluidos computacional
	14.1 INTRODUCCIÓN
	14.2 EJEMPLOS DE MÉTODOS DE DIFERENCIA FINITA
		14.2.1 Discretización del dominio
		14.2.2 Discretización de las ecuaciones regentes
		14.2.3 Definición del algoritmo de solución
		14.2.4 Comentarios sobre la elección de operadores de diferencia
	14.3 ESTABILIDAD, CONVERGENCIA Y ERROR
		14.3.1 Consistencia
		14.3.2 Estabilidad numérica
		14.3.3 Convergencia
		14.3.4 Errores numéricos
	14.4 SOLUCIÓN DEL FLUJO DE COUETTE
	14.5 SOLUCIÓN DE FLUJO POTENCIAL DE ESTADO PERMANENTE BIDIMENSIONAL
	14.6 RESUMEN
	REFERENCIAS
	PROBLEMAS
Apéndice
	A. UNIDADES Y CONVERSIONES Y RELACIONES VECTORIALES
	B. PROPIEDADES DE FLUIDOS
	C. PROPIEDADES DE ÁREAS Y VOLÚMENES
	D. TablaS PARA FLUJO COMPRESIBLE DE AIRE
	E. SOLUCIONES NUMÉRICAS DEL CAPÍTULO 10
	F. SOLUCIONES NUMÉRICAS DEL CAPÍTULO 11
Bibliografía
	REFERENCIAS
	INTERÉS GENERAL
Respuestas
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