Edició de «Hidrodinàmica»

L''''hidrodinàmica''' estudia la [[dinàmica]] dels [[líquit]]s.

Per a l'estudi de l'hidrodinàmica normalment es consideren tres aproximacions importants: 
* que el fluït és un líquit incompresible, és dir, que el seu [[densitat]] no varia en el canvi de [[pressió]], a diferència de lo que ocorre en els [[gas]]sos; 
* es considera despreciable la pèrdua d'energia per la [[viscositat]], ya que se supon que un líquit és òptim per a fluir i esta pèrdua és molt menor comparant-la en l'inèrcia del seu moviment; 
* se supon que el fluix dels líquits és un règim estable o estacionari, és dir, que la velocitat del líquit en un punt és independent del temps. 

L'hidrodinàmica té numeroses aplicacions industrials, com a disseny de canals, construcció de ports i preses, fabricació de barcos, turbines, etc. 

[[Daniel Bernoulli]] va ser un dels primers matemàtics que va realisar estudis d'hidrodinàmica, sent precisament ell qui va donar nom a esta branca de la física en la seua obra de [[1738]], ''[[Hydrodynamica]]''.

== Característiques i lleis generals ==

L'hidrodinàmica o fluïts en moviments presenta vàries característiques que poden ser descrites per equacions matemàtiques molt senzilles. Entre elles:

* [[Llei de Torricelli]]: si en un recipient que no està tapat es troba un fluït i se li obri al recipient un orifici la velocitat en que caurà eixe fluït serà:

{{equació|<math>v=\sqrt{2 g H}</math>}}

* L'atra equació matemàtica que descriu als fluïts en moviment és el [[número de Reynolds]] (adimensional):

{{equació|<math>Re=\frac{\rho c D}{\mu}</math>}}

A on <math>\rho</math> es la densitat, <math>c</math> la velocitat, <math>D</math> és el diàmetro del cilindre i <math>\mu</math> és la viscositat dinàmica. Concretament, este número indica si el fluït és laminar o turbulent, o si està en la zona de transició. <math>Re<2300</math> indica laminar, <math>Re>4000</math> turbulencia.

=== Caudal ===
{{AP|Caudal (fluït)}}
El [[Cabal (fluido)|cabal]] o despesa és una de les magnitudes principals en l'estudi de l'hidrodinàmica. Es definix com el volum de líquit <math>Delta{V}</math> que fluïx per unitat de temps <math>Delta{t}</math>. Les seues unitats en el [[Sistema Internacional]] són els m<sup>3</sup>/s i la seua expressió matemàtica:

{{equació|<math>G=\frac{\Delta{V}}{\Delta{t}}</math> }}

Esta fòrmula nos permet saber la cantitat de líquit que passa per un conducte en cert interval de temps o determinar el temps que tardarà en passar certa cantitat de líquit.

=== Principi de Bernoulli ===
{{AP|Principi de Bernoulli}}
El [[principi de Bernoulli]] és una conseqüència de la conservació de l'energia en els líquits en moviment. Establix que en un líquit incompresible i no viscós, la suma de la pressió hidrostàtica, la [[energia cinètica]] per unitat de volum i la [[energia potencial]] gravitatòria per unitat de volum, és constant a lo llarc de tot el circuit. És dir, que dita magnitut pren el mateix valor en qualsevol parell de punts del circuit. La seua expressió matemàtica és:

{{equació|<math>P_1 + \rho g h_1 + \frac{1}{2} \rho v_1^2 = P_2 + \rho g h_2 + \frac{1}{2} \rho v_2^2</math>}}

on <math>P</math> és la presió hidrostàtica, <math>\rho</math> la densitat, <math>g</math> la aceleració de la gravetat, <math>h</math> la altura del punt y <math>v</math> la velocitat del fluit en eixe punt. Els subíndexs 1 i 2 es referixen als dos punts del circuit.

L'atra equació que complixen els fluïts no compresibles és la [[equació de continuïtat]], que establix que el cabal és constant a lo llarc de tot el circuit hidràulic:

{{equació|<math>G = A_1 v_1 = A_2 v_2</math>}}

on <math>A</math> és l'àrea de la secció del conducte per on circula el fluït i <math>v</math> la seua velocitat mija. 

== Decorreguts compresibles ==

En el cas de decorreguts compresibles, on l'equació de Bernouilli no és vàlida, és necessari utilisar la formulació més completa de [[equacions de Navier-Stokes|Navier-Stokes]]. Estes equacions són l'expressió matemàtica de la conservació de [[massa]] i de [[cantitat de moviment]]. Per a decorreguts compresibles pero no [[viscositat|viscosos]], també cridats [[Decorregut coloidal|decorreguts coloidales]], es reduïxen a les [[equacions de Euler (fluït)|equacions de *Euler]].

== Vejau també ==
* [[Mecànica de fluïts]]
* [[Decorregut incompresible]]
* [[Fluix compresible]]




[[Categoria:Mecànica de fluïts]]
[[Categoria:Ciència i tecnologia dels Paisos Baixos]]
[[Categoria:Ciència de 1738]]

{{Traduït de|es|Hidrodinámica}}