{"id":41928,"date":"2019-09-30T18:48:52","date_gmt":"2019-09-30T17:48:52","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/que-es-la-conservacion-del-momento-en-la-dinamica-de-fluidos-definicion\/"},"modified":"2020-01-20T21:02:17","modified_gmt":"2020-01-20T20:02:17","slug":"que-es-la-conservacion-del-momento-en-la-dinamica-de-fluidos-definicion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-la-conservacion-del-momento-en-la-dinamica-de-fluidos-definicion\/","title":{"rendered":"\u00bfQu\u00e9 es la conservaci\u00f3n del momento en la din\u00e1mica de fluidos? Definici\u00f3n"},"content":{"rendered":"
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En la din\u00e1mica de fluidos, la ley de conservaci\u00f3n del momento o principio de conservaci\u00f3n del momento establece que el momento de un sistema aislado es una constante.\u00a0Ingenieria termal<\/div>\n<\/div>\n
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Conservaci\u00f3n del momento en la din\u00e1mica de fluidos<\/h2>\n

En general<\/strong>\u00a0, la\u00a0ley de conservaci\u00f3n del momento<\/strong>\u00a0o principio de conservaci\u00f3n del momento establece que el momento de un sistema aislado es una\u00a0constante<\/strong>\u00a0.\u00a0La suma vectorial de los momentos (el momento es igual a la masa de un objeto multiplicado por su velocidad) de todos los objetos de un sistema no se puede cambiar por las interacciones dentro del sistema.\u00a0En la mec\u00e1nica cl\u00e1sica, esta ley est\u00e1 impl\u00edcita en\u00a0las leyes de Newton<\/strong>\u00a0.<\/p>\n

En la din\u00e1mica de fluidos<\/strong>\u00a0, el an\u00e1lisis del movimiento se realiza de la misma manera que en la mec\u00e1nica de s\u00f3lidos, mediante el uso de\u00a0las leyes del movimiento de Newton<\/strong>\u00a0.\u00a0Como se puede ver, los fluidos en movimiento ejercen fuerzas.\u00a0La\u00a0fuerza de elevaci\u00f3n<\/a>\u00a0en un avi\u00f3n es ejercida por el aire que se mueve sobre el ala.<\/p>\n

Un chorro de agua de una manguera ejerce una fuerza sobre lo que golpea.\u00a0Pero aqu\u00ed no est\u00e1 claro\u00a0qu\u00e9 masa de fluido en movimiento<\/strong>\u00a0deber\u00edamos usar y, por lo tanto, es necesario usar una forma diferente de la ecuaci\u00f3n.<\/p>\n

La segunda ley de Newton se puede escribir:<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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La tasa de cambio de impulso de un cuerpo es igual a la fuerza resultante que act\u00faa sobre el cuerpo, y tiene lugar en la direcci\u00f3n de la fuerza.<\/div>\n<\/div>\n
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\"Conservaci\u00f3n<\/a>Asumimos que el fluido es\u00a0estable<\/strong>\u00a0e\u00a0incompresible<\/strong>\u00a0.\u00a0Para determinar la tasa de cambio de momento para un fluido, consideraremos un tubo de flujo (\u00a0volumen de control<\/strong>\u00a0) como lo hicimos para la\u00a0ecuaci\u00f3n de Bernoulli<\/a>\u00a0.\u00a0En este\u00a0volumen de control,<\/strong>\u00a0cualquier cambio en el momento del fluido dentro de un volumen de control se debe a la acci\u00f3n de fuerzas externas sobre el fluido dentro del volumen.Como se puede ver en la imagen, el\u00a0m\u00e9todo de control de volumen<\/strong>\u00a0puede usarse para analizar la ley de conservaci\u00f3n del momento en el fluido.\u00a0El volumen de control es una\u00a0superficie imaginaria que<\/strong>\u00a0encierra un volumen de inter\u00e9s.\u00a0El volumen de control puede ser fijo o en movimiento, y puede ser r\u00edgido o deformable.\u00a0Para determinar todas las fuerzas que act\u00faan sobre las superficies del volumen de control, tenemos que resolver las leyes de conservaci\u00f3n en este volumen de control.<\/p>\n

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La primera ecuaci\u00f3n de conservaci\u00f3n que tenemos que considerar en el volumen de control es la\u00a0<\/span>ecuaci\u00f3n de continuidad<\/span><\/a>\u00a0(\u00a0<\/span>la ley de conservaci\u00f3n de la materia<\/span><\/a>\u00a0).\u00a0En la forma m\u00e1s simple se representa mediante la siguiente ecuaci\u00f3n:<\/span><\/p>\n

\u2211\u1e41\u00a0<\/span>dentro<\/span><\/sub>\u00a0= \u2211\u1e41\u00a0<\/span>fuera<\/span><\/sub><\/p>\n

Suma de caudales m\u00e1sicos entrantes por unidad de tiempo = Suma de caudales m\u00e1sicos que salen por unidad de tiempo<\/span><\/p>\n

La segunda ecuaci\u00f3n de conservaci\u00f3n que debemos considerar en el volumen de control es la\u00a0<\/span>f\u00f3rmula de impulso<\/span>\u00a0.<\/span><\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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F\u00f3rmula Momentum<\/span><\/h2>\n

En la forma m\u00e1s simple, la\u00a0<\/span>f\u00f3rmula de impulso<\/span><\/strong>\u00a0puede representarse mediante la siguiente ecuaci\u00f3n:<\/span><\/p>\n

–<\/span>
\n\"F\u00f3rmula<\/a><\/p>\n

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Elegir un volumen de control<\/span><\/h2>\n

Se puede seleccionar un volumen de control como cualquier volumen arbitrario a trav\u00e9s del cual fluye el fluido.\u00a0Este volumen puede ser est\u00e1tico, en movimiento e incluso deformarse durante el flujo.\u00a0Para resolver cualquier problema, tenemos que resolver las leyes b\u00e1sicas de conservaci\u00f3n en este volumen.\u00a0Es muy importante conocer todas las velocidades de flujo relativas a la superficie de control y, por lo tanto, es muy importante definir exactamente los l\u00edmites del volumen de control durante un an\u00e1lisis.<\/span><\/strong><\/p>\n

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Ejemplo: la fuerza que act\u00faa sobre un codo deflector<\/span><\/h2>\n

\"Ecuaci\u00f3n<\/a>Se<\/span><\/strong>\u00a0utiliza\u00a0un codo<\/strong>\u00a0(digamos de la tuber\u00eda primaria) para desviar el flujo de agua a una velocidad de\u00a0<\/span>17 m \/ s<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0El di\u00e1metro de la tuber\u00eda es igual a\u00a0<\/span>700 mm<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0La presi\u00f3n manom\u00e9trica dentro de la tuber\u00eda es de aproximadamente\u00a0<\/span>16 MPa<\/span><\/strong>\u00a0a una temperatura de 290 \u00b0 C.\u00a0El fluido tiene una densidad constante\u00a0<\/span>\u2374 ~ 720 kg \/ m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup><\/strong>\u00a0(a 290 \u00b0 C).\u00a0El \u00e1ngulo del codo es de\u00a0<\/span>45 \u00b0<\/span><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

Calcule la\u00a0<\/span>fuerza en la pared<\/span><\/strong>\u00a0de un codo deflector (es decir, calcule el vector F\u00a0<\/span>3<\/span><\/sub>\u00a0).<\/span><\/p>\n

Suposiciones<\/span><\/strong><\/p>\n