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Mecánica de fluidos

Ecuación de Bernoulli

Bernoulli p + ½ρv² + ρgh = const (una línea de corriente); más rápido = menor presión; Venturi, atomizador

El agua pasa un tubo Venturi estrangulado. Cuando aprietas el cuello y el agua se acelera, ¿qué le pasa a la presión? Compruébalo tú mismo en los manómetros. Si la columna baja en el cuello rápido, el flujo entregó presión como precio de ir más rápido. Es un dibujo de la misma agua mudando el asiento de su energía.

Arrastra la sonda a lo largo del tubo y lee la velocidad v y la presión p, y la separación es clara. Un sitio ancho y lento tiene presión alta y una columna larga, y el cuello estrecho y rápido tiene presión baja y una columna corta. Mueve solo el sitio y las dos lecturas se mueven al revés.

Ahora aprieta el cuello y cuanto más lo estrechas más sube la velocidad en el cuello y más cae la presión. Acelerarse y una caída de presión ocurren a la vez. Suelta el apriete y la velocidad baja y la presión vuelve a subir. Las dos están atadas a un solo mango.

La suma de tres términos de energía es constante: la presión p, el movimiento ½ρv² y la altura. Arrastra la velocidad v y el término de movimiento crece en tanto como mengua el término de presión, el precio de ir más rápido pagado en presión. La suma de los tres guarda una altura en las barras, y cuando un lado crece el otro cede.

En símbolos, p + ½ρv² + ρgh = constante, la ecuación de Bernoulli. Arrastra la velocidad v y la presión p sigue hacia abajo enseguida. Esta es la historia cuando el flujo es estacionario, no hay pegajosidad y el agua no se aprieta, y esta suma es un valor solo sobre la misma línea de corriente.

Mira un atomizador y el principio se muestra tal cual. Sopla aire rápido sobre un tubo y la presión de arriba baja, así que el líquido de abajo es succionado y rociado, y cuando arrastras hacia arriba la velocidad del aire ese proceso se ve. El aire rápido vacía la presión y tira del líquido hacia arriba.

En la prácticaEn corto, sobre la misma línea de corriente p + ½ρv² + ρgh es constante. Así un sitio que se hizo rápido tiene presión baja y un sitio que se hizo lento tiene presión alta. Si la ecuación de continuidad dijo que un sitio estrecho va rápido, Bernoulli añade que la presión es baja en ese sitio rápido, bajo las condiciones de un flujo estacionario sin pegajosidad y sin apriete, y sobre la misma línea de corriente. Un medidor Venturi, un atomizador, la sustentación de un ala de avión y una bola con efecto son todos este principio. La fuerza que aparece cuando un flujo golpea un cuerpo y cambia su momento la toma un volumen de control.
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