- Fluido incompresible
-
Fluido incompresible
Un fluido incompresible es cualquier fluido cuya densidad siempre permanece constante con el tiempo, y tiene la capacidad de oponerse a la compresión del mismo bajo cualquier condición.
De hecho, todos los fluidos son compresibles, algunos más que otros. La compresión de un fluido mide el cambio en el volumen de una cierta cantidad de líquido cuando se somete a una presión exterior. Por ejemplo, si se tapa la salida de una bomba de bicicleta y se empuja la bomba, vemos que podemos comprimir el aire que contiene. Sin embargo, si hacemos la misma experiencia con agua dentro, vemos que apenas podemos mover la bomba porque la compresibilidad del agua (y de cualquier líquido) es muy baja.
Por esta razón, para simplificar las ecuaciones de la mecánica de fluidos, se considera que los líquidos son incompresibles. En términos matemáticos, esto significa que la densidad de tal fluido se supone constante
ρ = ρ0 = constante
La ecuación de la conservación de la masa toma entonces una forma particularmente sencilla :
bajo forma integral en una superficie cerrada :
lo que indica la igualdad del volumen de fluido que entra y sale.
o bien bajo forma local
La densidad se utiliza para determinar si un fluido es incompresible o compresible. Si la densidad del fluido es fija (constante), el fluido es incompresible; esto quiere decir que ni la masa ni el volumen del fluido puede cambiar. El agua es un fluido incompresible. O sea que la cantidad de volumen y la cantidad de masa permanecerán iguales, aún bajo presión.Un fluido con muchas moléculas muy juntas unas de otras tiene una densidad alta; uno que tiene pocas moléculas y muy separadas, tendría una densidad más baja. El agua, por ejemplo, tiene una densidad mucho más alta que el aire. Una pecera de 10 galones que se encuentra llena de agua contiene mucha más masa que un tanque de 10 galones que tiene aire en lugar de agua. Como tiene más masa, pesa más.
Los gases (como el aire), son compresibles. Pueden expandirse para llenar un nuevo volumen. Cuando esto ocurre, la masa no cambia, pero el volumen aumenta; de esta manera, la densidad del gas disminuye en el nuevo volumen.
Se debe prestar atención a todas las propiedades del fluido (aire, agua) para definir las condiciones de flujo. Esto se debe a que todas las propiedades están conectadas entre sí. Si la presión o la temperatura de un fluido cambia, su densidad generalmente también cambia (a menos que se trate de un fluido incompresible). La densidad del aire en un día caluroso es más baja que en un día frío. A grandes alturas, donde la presión es más baja, la densidad del aire es también más baja.
Categoría: Mecánica de fluidos
Wikimedia foundation. 2010.
