Zacar\u00edas et al_Capitulo 4.pdf - 45 An\u00e1lisis Ecuaciones dimensional y para flujo semejanza de fluidos Competencias espec\u00edficas a desarrollar \u00bfQu\u00e9

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• Establecer relaciones de semejanza, dinámica y análisis dimensional para la solución de problemas en la mecánica de fluidos. • Dominar todos los parámetros dimensionales y adimensionales, con el fin de aplicarlos de manera correcta en la solución de problemas relacionados con la mecánica de fluidos e ingeniería. • ¿Qué diferencia existe entre un número dimensional y uno adimensional? • ¿El número de Reynolds es dimensional o adimensional? • ¿Cuál es el objetivo de utilizar la técnica del análisis dimensional en los experimentos de laboratorio? • ¿Un modelo a escala puede servir para determinar el comportamiento de un avión en pleno vuelo? • ¿Qué se necesita para que un prototipo sea completamente semejante? Situación de aprendizaje En ausencia de una regulación térmica, el traje de un astronauta alcanzaría una temperatura interna de equilibrio de 37 °C. Para evitarlo, el astronauta debe llevar puesto un traje interno dotado de múltiples boquillas por las cuales corre agua. Una bomba hace que el agua circule a través del traje y de los sistemas electrónicos, refrigerando todo el conjunto (véase figura 5.1). El calor recogido se emplea para evaporar una pequeña cantidad de agua que se escapa al exterior del traje, lo que permite reducir la temperatura del líquido de los tubos hasta un mínimo de 4 °C. ¿De qué depende la regulación de la temperatura de un astronauta dentro de su traje? Figura 5.1 Aplicación de la adimensionalidad y semejanza. Ecuaciones para flujo de fluidos 4 Competencias específicas a desarrollar • Diferenciar los enfoques Lagrangiano y Euleriano que definen las leyes de la mecánica de fluidos. • Elegir adecuadamente un volumen de control y definir los diferentes tipos de flujo de los fluidos. • Aplicar el principio de conservación de la energía para desarrollar la ecuación de Bernoulli. • Entender y analizar las ecuaciones diferenciales que definen el movimiento de los fluidos y las ecuaciones de Navier-Stokes. ¿Qué sabes? • ¿Cuál es la diferencia entre los enfoques Euleriano y Lagrangiano para la mecánica de fluidos? • ¿De qué depende la eficiencia de un sistema de flujo de fluidos? • ¿Cómo se diseña un sistema que transporta una cantidad de fluido desde un punto a otro? • ¿Cómo se interpreta un campo de flujo en el análisis del vuelo de un helicóptero? • ¿Es posible aplicar las leyes del movimiento de Newton a los fluidos? • ¿Cómo influye la viscosidad en el análisis del movimiento de un fluido? • ¿Qué principios se utilizan para diseñar un sistema de aire acondicionado? Situación de aprendizaje Es seguro que en casi todos los lugares donde convivimos los seres humanos se cuente con un sistema de suministro y distribución de agua (véase figura 4.1); en la casa, la escuela, el trabajo, los centros comerciales, etcétera, ya que, sin lugar a dudas, el agua es indispensable para vivir.
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  • Summer '20
  • Volumen, Coordenadas cartesianas, Ley de conservación, Conservación de la energía, Lagrangiano

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