MEC脕NICA DE FLUIDOS Y M脕QUINAS HIDR脕ULICAS [PDF]
Autor: Claudio Mataix
Segunda Edici贸n
Alfaomega
La primera edici贸n de esta obra, publicada en 1970 y reimpresa repetidas veces en Espa帽a y Latinoam茅rica. naci贸 en mis clases a los Ingenieros Superiores e Ingenieros T茅cnicos del I.C.A.I La segunda Edici贸n. totalmente ampliada, revisada y puesta al d铆a, se: ha reelaborado tambi茅n en contacto vivo con mis alumnos del I.C.A.I. La obra es una Mec谩nica b谩sica del fluido incompresible.
La segunda edici贸n retiene La sucesi贸n de los veintinueve: cap铆tulos, doce de los cuales est谩n consagrados a las m谩quinas hidr谩ulicas y a las transmisiones y controles hidr谩ulicos y neum谩ticos: de ah铆 que el t铆tulo completo de la obra MECANICA DE FLUIDOS Y MAQUINAS Hidr谩ulicas se haya mantenido tambi茅n.
En nuestra obra se tratan los puntos siguientes :
- An谩lisis de las propiedades del fluido. en particular de: la PRESION y VISCOSIDAD (paradoja de D'Alembert capa limile y desprendimiento de la capa limite).
- Deducci贸n matem谩tica de las ECUACIONES FUNDAMENTALES: ecuaci贸n de la hidrost谩tica, ecuaciones diferenciales de Eu1er, ecuaci贸n de Bernoulli, ecuaci贸n de la cantidad de movimiento, ecuaci贸n fundamental de las turbom谩quinas, etc.
- HIDROST脕TICA y sus problemas pr谩cticos. a partir de la ecuaci贸n fundamental en sus m煤ltiples formas.
- HIDRODINAMICA y sus problemas pr谩cticos. a partir de la ecuaci贸n de Bernoulli en sus m煤ltiples formas.
- TURBOMAQUINAS HIDRAUUCAS y sus problemas pr谩cticos de instalaci贸n, funcionamiento y dise帽o a partir de la ecuaci贸n fundamental de Euler.
- MAQUINAS HIDRAULICAS ALTERNATIVAS y ROTOESTATICAS.
- TRANSMISIONES Y CONTRO LES HIDR脕ULICOS y NEUM脕TICOS, a partir del principio de Pascal.
CONTENIDO
1. INTRODUCCJON A LA MECANICA DE FLUIDOS
1.1. Objeto de la mec谩nica de fluidos
1.2. Aplicaciones de la mec谩nica de fluidos
1.3, Resumen hist贸rico de: la mec谩nica de fluidos
1.4. Sistemas de unidades, Dimensiones.
I .S. El sistema internacional de unidades SI
1.6. Ecuaci贸n de dimensiones
1.7. Cambio de unidades
2. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
2,1. Introducci贸n
2.2. Densidad especifica o absoluta. peso espec铆fico y densidad
2.3 Compresibilidad
2.4. Viscosidad
2.5. Tensi贸n superficial
2.6. Tensi贸n de vapor
2.7. ruido ideal
3. PRESION
3.1. Definici贸n y propiedades
3.2. Unidades de presi贸n
3.3. Presi贸n atmosf茅rica
3.4. Presi贸n absoluta y presi贸n excedente o relativa
4. HIDROSTATICA
4.1. Ecuaci贸n fundamental de la hidrost谩tica del fluido incompresible
4.2. Gr谩fico de presiones
4.3. Instrumentaci贸n de medida de presiones
4.4. Presi贸n hidrost谩tica sobre una superficie plana sumergida
4.5. Presi贸n hidrost谩tica sobre una superficie curva cil铆ndrica sumergida
4.6. Principio de Arqu铆medes. Rotaci贸n.
4. 7. Equilibrio relativo de los l铆quidos
5. ECUACJON FUNDAMENTAL DE LA HIDRODINAMICA O ECUACION DE BERNOULLI
5.1 Reg铆menes de corriente. L铆nea, hilo y tubo de corriente
5.2. Definici贸n de caudal
5.3. Ecuaci贸n de continuidad
5.4. Fuerzas que act煤an sobre un fluido
5.5. Ecuaciones diferenciales del movimiento de un fluido ideal o ecuaciones diferenciales de Euler
5.6. Ecuaci贸n dc Bcrnoulli para el fluido ideal: primera deducci贸n por integraci贸n de las ecuaciones dc Euler seg煤n una lineal de corriente
5.1. Clasificaci贸n de las energ铆as de un fluido incompresible
5.8. Ecuaci贸n de Bernoulli para el fluido ideal: segunda deducci贸n. energ茅tica
5.9. La ecuaci贸n de Bcrnoulli y el primer principio de la termodin谩mica
5.10. Las energ铆as especificas y la ecuaci贸n de Bcmoulli expresadas en alturas equivalentes
5 11. Ecuaciones diferenciales del movimiento de un fluido real. o ecuaciones de Navier-Stokes
5.12. Ecuaci贸n de Bernoulli para el fluido real
5.13. Ecuaci贸n de Bernoulli generalizada
5.14. Gr谩fico de alturas
5.15. Ecuaci贸n de Bcrnoulli para un gas incompresible
6. ALGUNAS APLICACIONES DE LA ECUACION DE BERNOULLI. INSTRUMENTACION DE MEDIDA DE VELOCIDAD. INSTRUMENTACION DE MEDIDA DE CAUDAL EN FLUJO CERRADO
6.1. Introducci贸n
6.2. Salida por un orificio: Ecuaci贸n de Torricelli
6.3. Tubo de Pitot
6.4. Instrumentaci贸n de medida de velocidades
6.5. El sif贸n
6.6. El eyector
6.7. Instrumentaci贸n de medici贸n de vol煤menes
6.8. Instrumentaci贸n de medici贸n de caudales
7. LA EXPERIMENTACION EN MECANICA DE FLUIDOS
7.1. Introducci贸n
7.2. Semejanza de modelos
7.3. Teor铆a de modelos
7.4. Semejanza din谩mica y gradiente de presiones: numero de Euler
7.5. Semejanza din谩mica con predominio de la gravedad : n煤mero de Froude
7.6. Semejanza din谩mica con predominio de la viscosidad: n煤mero de: Reynolds
7.7. Semejanza din谩mica con predominio de la elasticidad: n煤mero de Mach
7.8. Semejanza din谩mica con predominio de la tensi贸n superficial. numero de Weber
8. RESISTENCIA DE LOS FLUIDOS EN GENERAL
8. 1. Introducci贸n
8.2. Paradoja de d'Alembert
8.3. Capa limite: resistencia dc superficie
8.4. R茅gimen laminar y turbulento
8.5. Capa limite laminar y turbulenta
8.6. El n煤mero de Reynolds: par谩metro adimensional de resistencia
8.7. N煤mero critico de Reynolds
8.8. Desprendimiento de la capa limite: resistencia de forma
8.9. Resistencia de forma: contornos romos y contornos bien fuselados
8.10. La energ铆a perdida por la resistencia se transforma en energ铆a t茅rmica
9. RESISTENCIA DE SUPERFICIE: P脡RDIDAS PRIMARIAS EN CONDUCTOS CERRADOS O TUBERIAS
9.1. Introducci贸n
9.2. P茅rdidas primarias y secundarias en las tuber铆as
9.3. Ecuaci贸n general de las p茅rdidas primarias: ecuaci贸n de Darcy-Weisbach
9.4. C谩lculo del coeficiente de perdidas primarias
9.5. Diagrama de Moody
9.6. Diagrama de tuber铆a m谩s econ贸mico
10. RESISTENCIA DE SUPERFICIE; PERDIDAS PRIMARIAS EN CONDUCTOS ABIERTOS O CANALES
10.1. Introducci贸n
10.2. Radio hidr谩ulico
10.3. Velocidad en un canal con movimiento uniforme. Primera f贸rmula: f贸rmula de Ch茅zy
10.4. Coeficiente C de la f贸rmula de Ch茅zy. Primera f贸rmula : f贸rmula de Bazin
10.5. Coeficiente C de la f贸rmula de Ch茅zy. Segunda f贸rmula : f贸rmula de Kutter
10.6 Velocidad en un canal con movimiento uniforme. Segunda f贸rmula: f贸rmula de Manning
10.7 Problemas de canales con movimiento uniforme
11. RESISTENCIA DE FORMA: PERDIDAS SECUNDARIAS EN CONDUCTOS CERRADOS O TUBERIAS
11.1. Introducci贸n
11.2 Primer m茅todo: Ecuaci贸n fundamental de las p茅rdidas secundarias
11.3. El coeficiente C de la ecuaci贸n fundamental de p茅rdidas secundarias
11.4. Coeficiente total de perdidas C
11.5. Segundo m茅todo: longitud de tuber铆a equivalente
11.6. Gr谩fico de la ecuaci贸n de Bernoulli con p茅rdidas
12. REDES DE DISTRIBUCION
12. 1. Introducci贸n
12.2. Tuber铆as en serie
12,3. Tuber铆as en paralelo
12.4. Tuber铆as ramificadas
12.5. Redes de tuber铆as
13. RESISTENCIA DE SUPERFICIE Y DE FORMA EN UN CUERPO QUE SE MUEVE EN UN FLUIDO: NAVEGACI脫N AEREA Y M ARITIMA
13.1 . Introducci贸n
13.2, Ideas generales sobre la resistencia de un cuerpo que se mueve en un fluido
13.3. F贸rmula general de resistencia y coeficiente adimensional de arrastre
13.4. Resistencia de los barcos
14. ORIFICIOS. TUBOS. TUBERIAS Y VERTEDEROS. INSTRUMENTACION DE MEDIDA DE CAUDALES EN FLUJO LIBRE Y DE NIVEL
14.1. Introducci贸n
14.2. Orificios, tubos y tuber铆as
14.3. Desag眉e por una compuerta de fondo
14.4. R茅gimen variable: tiempo de desag眉e de un dep贸sito
14.5. Vertederos
14.6. Canal de Venturi
14.7. Otros procedimientos para medir el caudal en flujo libre
14.8. Instrumentaci贸n de medida de nivel
15. SOBREPRESIONES Y DEPRESIONES PELIGROSAS EN ESTRUCTURAS Y MAQUINAS HIDRAULICAS: GOLPE DE ARIETE Y CAVITACION
15.1. Golpe de ariete
15.2 Cavitaci贸n
16. TEOREMA DEL IMPULSO EN MECANICA DE FLUIDOS
16.1. Introducci贸n
16.2. Deducci贸n del teorema de impulso de la cantidad de movimiento
16.3. Aplicaciones
17. EMPUJE ASCENSIONAL
17.1. Introducci贸n
17.2. Empuje ascensional en un cilindro circular
17.3. Empuje ascensional en un perfil de ala de avi贸n: f贸rmula de Kutta-Joukowski
17.4. Empuje ascensional y propulsi贸n por h茅lice: rendimiento de la propulsi贸n
18 TURBOM脕QUINAS HIDRAULICAS: GENERALIDADES
18.1. Definici贸n de m谩quina hidr谩ulica
18.2. Clasificaci贸n de las m谩quinas hidr谩ulicas
18.3. Ecuaci贸n fundamental de las turbom谩quinas o ecuaci贸n de Euler: primera forma
18.4. Tri谩ngulos de velocidades: notaci贸n internacional
18.5. Segunda forma de la ecuaci贸n de Euler
18.6. Grado de reacci贸n
18.7. Clasificaci贸n de la turbom谩quinas seg煤n la direcci贸n del flujo en el rodete
19. TURBOMAQUINAS HIDRAULICAS: BOMBAS ROTODINAMICAS
19.1. Definici贸n y clasificaci贸n de las bombas
19.2. Clasificaci贸n de las bombas rotodin谩micas
19.3. Elementos constitutivos
19.4. D贸nde empieza y d贸nde termina la m谩quina?: Secciones de entrada E y de salida S
19.5. Tipos constructivos
19.6. El rodete: clasificaci贸n de las bombas por el numero especifico de revoluciones
19.7. El sistema difusor
19.8. Cebado de la bomba
19.9. Instalaci贸n de una bomba
19.10. Altura 煤til o efectiva de una bomba
19.11. P茅rdida- potencias y rendimientos
19.12. Cavilaci贸n y golpe de ariete de una bomba
20. TURBQMAQUINAS HIDRAULICAS: VENTILADORES
20.1. Definici贸n de 1os ventiladores
20.2. Clasificaci贸n de los ventiladores
20.3. Influjo de la variaci贸n de: la densidad del gas en el comportamiento de los ventiladores
20.4. F贸rmulas de los ventiladores
21. CENTRALES HIDROELECTRICAS
21.1. Saltos naturales: potencial hidroel茅ctrico
21.2. Explotaci贸n de los saltos naturales: caudal instalado
21.3. Centrales hldroel茅ctricas
21.4. Clasificaci贸n de las centrales
22. TURBOMAQUINAS HIDRAULICAS: TURBINAS
22. 1. Definici贸n
22.2. Elementos constitutivos
22.3. Clasificaci贸n de las turbinas hidr谩ulicas
22.4 Turbinas de acci贸n: Turbinas Pelton
22.5. Turbinas de reacci贸n: turbinas Francis y H茅lice
22.6. Turbinas de reacci贸n: turbinas Kaplan y D茅riaz
22.7. Algunas tendencias actuales en la construcci贸n de las turbinas hidr谩ulicas
22.8. Altura neta
22.9. P茅rdidas. potencias y rendimientos
22.10. Ecuaci贸n del tubo de aspiraci贸n
22.11. Cavilaci贸n y gol pe de ariete de una turbina
23. OTRAS FUENTES DE ENERGIA: ENERGIA EOLICA, ENERGIA MAREOMOTRIZ Y ENERGIA DE LAS OLAS
23.1. Energ铆a e贸lica
23.2. Centrales mareomotrices y grupos bulbo
23.3. Energ铆a de las olas
24. TURBOMAQUINAS HIDRAULICAS: TRANSMISIONES HIDRODINAMICAS
24.1. Introducci贸n
24.2. Acoplamiento hidrodin谩mico
24.3. Convertidor de par hidrodin谩mico
25. TURBOMAQUINAS HIDRAULICAS: LEYES DE SEMEJANZA Y CURVAS CARACTERISTICAS
25.1. Introducci贸n
25.2. Las seis leyes de semejanza de las bombas hidr谩ulicas
25.3. Las seis leyes de semejanza de las turbinas hidr谩ulicas
25.4. Las once leyes de semejanza de los ventiladores
25.5. Curvas caracter铆sticas de las turbom谩quinas hidr谩ulicas
25.6. Bancos de ensayo
26 . MAQUINAS HIDRAULCAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO: BOMBAS DE EMBOLO
26.1. Introducci贸n
26.2. Principio del desplazamiento positivo
26.3. Clasificaci贸n de las m谩quinas de desplazamiento positivo
26.4. Bombas de 茅mbolo
27. MAQUINAS HIDRAULICAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO: MAQUINAS ROTOESTATICAS
27.1. Clasificaci贸n
27.2. Descripci贸n
27.3. Teor铆a
28. TRANSMISIONES Y CONTROLES HIDRAULICOS Y NEUMATICOS
28.1. Introducci贸n
28.2. Principio de Pascal
28.3. Breve historia desde d principio de Pascal a las transmisiones y controles hidr谩ulicos modernos
28.4. Evoluci贸n del esquema b谩sico de Pascal al esquema de una transmisi贸n hidr谩ulica moderna
28.5. Comparaci贸n entre las transmisiones hidr谩ulicas y mec谩nicas
28.6. Comparaci贸n entre las transmisiones hidr谩ulicas y el茅ctricas
28.7. Aplicaciones
28.8. V谩lvulas hidr谩ulicos
28.9. S铆mbolos
28.10. Circuitos
28.11. Automatismo
28.12. Servomecanismos hidr谩ulicos
29. REGULACION DE LAS TURBINAS HIDRAULICAS
29.1, Introducci贸n
29.2. Regulaci贸n taquim茅trica
29.3 Regulaci贸n directa
29.4. Regulaci贸n indirecta con amplificaci贸n sin retroalimentaci贸n
29.5. Regulaci贸n indirecta con amplificaci贸n y retroalimentaci贸n: servomecanismo de regulaci贸n
29.6. Regulaci贸n de una turbina de acci贸n
29.7. Regulaci贸n de una turbina de reacci贸n
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Atentamente,
Admin de Hidro SM
