Diferència entre les revisions de "Hidrodinàmica"
(Pàgina nova, en el contingut: «La '''hidrodinàmica''' estudia la dinàmica dels líquits. Per a l'estudi de l'hidrodinàmica normalment es consideren tres aproximacions importants:...») |
|||
| (No es mostren 11 edicions intermiges d'3 usuaris) | |||
| Llínea 1: | Llínea 1: | ||
| − | + | L''''hidrodinàmica''' estudia la [[dinàmica]] dels [[líquit]]s. | |
Per a l'estudi de l'hidrodinàmica normalment es consideren tres aproximacions importants: | Per a l'estudi de l'hidrodinàmica normalment es consideren tres aproximacions importants: | ||
| − | * | + | * Que el fluït és un líquit incompresible, és dir, que la seua [[densitat]] no varia en el canvi de [[pressió]], a diferència de lo que ocorre en els [[gas|gassos]]; |
| − | * | + | * 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. | 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]]''. | + | [[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 l'any [[1738]], ''[[Hydrodynamica]]''. |
== Característiques i lleis generals == | == Característiques i lleis generals == | ||
| Llínea 22: | Llínea 22: | ||
{{equació|<math>Re=\frac{\rho c D}{\mu}</math>}} | {{equació|<math>Re=\frac{\rho c D}{\mu}</math>}} | ||
| − | 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 | + | 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>}} | ||
| + | a on <math>P</math> és la pressió hidrostàtica, <math>\rho</math> la densitat, <math>g</math> l'aceleració de la gravetat, <math>h</math> la altura del punt i <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>}} | ||
| + | |||
| + | a on <math>A</math> és l'àrea de la secció del conducte per a on circula el fluït i <math>v</math> la seua velocitat mija. | ||
| + | |||
| + | == Decorreguts compresibles == | ||
| + | |||
| + | En el cas de decorreguts compresibles, a 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 nomenats [[Decorregut coloidal|decorreguts coloidales]], es reduïxen a les [[equacions de Euler (fluït)|equacions de *Euler]]. | ||
| + | |||
| + | == Vore 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}} | {{Traduït de|es|Hidrodinámica}} | ||
Última revisió del 16:17 8 oct 2024
L'hidrodinàmica estudia la dinàmica dels líquits.
Per a l'estudi de l'hidrodinàmica normalment es consideren tres aproximacions importants:
- Que el fluït és un líquit incompresible, és dir, que la seua densitat no varia en el canvi de pressió, a diferència de lo que ocorre en els gassos;
- 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 l'any 1738, Hydrodynamica.
Característiques i lleis generals[editar | editar còdic]
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:
{{{1}}}
- L'atra equació matemàtica que descriu als fluïts en moviment és el número de Reynolds (adimensional):
{{{1}}}
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[editar | editar còdic]
- Artícul principal → Caudal (fluït).
El 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 m3/s i la seua expressió matemàtica:
{{{1}}}
{\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[editar | editar còdic]
- Artícul principal → 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:
{{{1}}}
a on <math>P</math> és la pressió hidrostàtica, <math>\rho</math> la densitat, <math>g</math> l'aceleració de la gravetat, <math>h</math> la altura del punt i <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:
{{{1}}}
a on <math>A</math> és l'àrea de la secció del conducte per a on circula el fluït i <math>v</math> la seua velocitat mija.
Decorreguts compresibles[editar | editar còdic]
En el cas de decorreguts compresibles, a on l'equació de Bernouilli no és vàlida, és necessari utilisar la formulació més completa de Navier-Stokes. Estes equacions són l'expressió matemàtica de la conservació de massa i de cantitat de moviment. Per a decorreguts compresibles pero no viscosos, també nomenats decorreguts coloidales, es reduïxen a les equacions de *Euler.
Vore també[editar | editar còdic]
- Est artícul fon creat a partir de la traducció de l'artícul es.wikipedia.org/wiki/Hidrodinámica de la Wikipedia en espanyol, baix llicència Creative Commons-BY-SA.