1. ¿Qué es un fluído? ¿Cómo de diferencia de un sólido? ¿En que es diferente un gas de un líquido? Se denomina fluído a aquella sustancia que se encuentra en fase líquida o gaseosa. La diferencia entre un sólido y un fluído está en la capacidad de éstos para oponer resistencia a un esfuerzo cortante. Un sólido opone resistencia a un esfuerzo cortante cuando se aplica por medio de deformación, mientras que un fluído se deforma de manera continua bajo la influencia del esfuerzo cortante, sin importar cuán pequeño sea. Un gas se puede expandir hasta que se encuentra con las paredes del recipiente, aquí llena el espacio completo que dispone. Las moléculas de un gas están espaciadas con amplitud y sus fuerzas de cohesión entre ellas son débiles. Un líquido toma la forma del recipiente que lo contiene formando una superficie libre en un recipiente más grande. Aquí la fuerza de cohesión entre las moléculas son intensas, por lo que se pueden mover grandes cantidades de moléculas en relación con las otras, el volumen permanece relativamente constante.
2. Defina flujos interno, externo y en canal abierto. Flujo externo: El flujo de un fluido no limitado que pasa sobre una superficie, como una placa o un tubo. Flujo interno: El fluido queda limitado por las superficies sólidas como podrían ser de un tubo o ducto. Flujo en canal abierto: El flujo de líquidos de un ducto está parcialmente lleno y el resto de la superficie queda libre.
3. Defina flujo incompresible y fluído incompresible. ¿El flujo de un fluído incompresible necesariamente debe tratarse como compresible? Se considera que un flujo es incompresible si la densidad permanece constante a lo largo de todo el flujo. Se denomina fluido incompresible a un fluido cuya densidad es prácticamente independiente de la presión. El flujo de fluido compresible (tal como aire) no necesita necesariamente ser tratados como compresible, la densidad de un fluido compresible puede todavía permanecer casi constante durante el flujo especialmente a bajas velocidades de flujo.
4. Considere el flujo de aire sobre las alas de una aeronave. ¿Este flujo es interno o externo? ¿Y el flujo de gases a través de un motor de propulsión? El flujo de aire al pasar por el ala de la aeronave no estaría limitado por lo que sería un flujo externo.
5. ¿Cómo se define el número de Match de un flujo? ¿Qué indica un número de Mach de 2? El número de Mach se define como:
El valor de la velocidad del sonido (c) es de 346 m/s en el aire a temperatura ambiente a nivel del mar. Cuando Ma>1 indica que el flujo es supersónico.
6. Considere el flujo de aire con un número de Mach de 0.12. ¿Se debe aproximar este flujo como si fuera incompresible? Hasta un nivel alto de exactitud los flujos de líquidos son incompresibles, pero el nivel de variación en la densidad en los flujos de gases y el nivel consecuente de aproximación que se hace cuando se moldean estos flujos va a depender del número de Mach. Se pueden aproximar a incompresibles los flujos de gases si los cambios en la densidad se encuentran debajo del 5%, lo cual suele ser el caso cuando Ma<0.3. Los efectos de la compresibilidad del aire se pueden despreciar a velocidad por debajo de alrededor de 10 mm/s
7. ¿Qué es la condición de no-deslizamiento? ¿Qué la causa? El contacto directo de un fluído con la superficie de un sólido hace que el fluído se adhiera a ésta, debido a efectos viscosos por lo que no habría deslizamiento. La capa adherida a la superficie hace que las capas adyacentes de fluidos desaceleren, debido a las fuerzas viscosas entre las capas de fluído, las capas siguientes se van deteniendo sucesivamente. Los fluidos tienen una propiedad llamada viscosidad que es la responsable de la condición de no-deslizamiento,
8. ¿Qué es flujo forzado? ¿En qué difiere del flujo natural? ¿El flujo causado por los vientos es forzado o natural? En un flujo forzado el fluído es obligado a fluir sobre una superficie debido a factores externos como pueden ser el uso de ventiladores o bombas. En un flujo natural cualquier movimiento del fluído se debe a causas naturales, como puede ser el efecto de flotación, este se manifiesta con la elevación del fluido más caliente y la caída del fluido más frío. El flujo causado por los vientos es natural ya que su movimiento no es forzado con equipos como los ventiladores.
9. ¿Qué es una capa límite? ¿Qué causa el desarrollo de una capa límite?
Se conoce como capa límite a la región del fluido adyacente a la pared en la cual los efectos viscosos son significativos. Una capa límite se desarrolla cuando el fluido se adhiere a la superficie del sólido y por lo tanto hace que las capas adyacentes de fluido se retrasen. La capa de fluído en contacto directo con la superficie tendrá una velocidad igual a cero.
10. ¿Cuál es la diferencia entre los enfoques clásico y el estadístico? En enfoque clásico es un enfoque macroscópico que se basa en experimentos o en análisis del comportamiento bruto de un fluido, sin conocer las moléculas individuales, mientas que en enfoque estadístico es microscópico que se basa en el comportamiento de grandes grupos de moléculas individuales.
BIBLIOGRAFÍA CENGEL, Y. CIMBALA, J. Mecánica de fluidos. Fundamentos y aplicaciones. Segunda edición. McGraw Hill. 2012. CENGEL, Y. Transferencia de calor y masa. Un enfoque práctico. Tercera edición. McGraw Hill. 2007.
