Mecánica de Fluidos

🌊 Mecánica de Fluidos

Simulador de Mecánica de Fluidos

Bernoulli · Reynolds · Canales Abiertos · Orificio y Vertederos · Número de Froude

Ecuación de Bernoulli Generalizada

P₁/γ + V₁²/2g + z₁ = P₂/γ + V₂²/2g + z₂ + hL
hL = pérdidas totales entre puntos 1 y 2
γ = ρ·g [peso específico del fluido]

Punto 1 — Sección de entrada

Presión P₁

kPa

Velocidad V₁

m/s

Cota z₁

Punto 2 — Sección de salida

Velocidad V₂ (calcula P₂)

m/s

Cota z₂

Pérdidas de carga hL

Fluido

Densidad ρ

kg/m³

Resultados

—

P₂ (kPa)

—

H₁ (m)

—

H₂ (m)

—

hL verificado (m)

Cargas Hidráulicas

Carga de presión P₁/γ—

Carga de velocidad V₁²/2g—

Carga potencial z₁—

Carga total H₁—

Presión calculada P₂—

Potencia hidráulica W—

Diagrama de Cargas Hidráulicas

Número de Reynolds y Regímenes

Re = ρ·V·D/μ = V·D/ν
Re < 2300 → Flujo Laminar
2300 ≤ Re ≤ 4000 → Transición
Re > 4000 → Flujo Turbulento
ν = μ/ρ [viscosidad cinemática]

Tipo de geometría

Diámetro / Longitud característica L

Velocidad media V

m/s

Fluido

ρ (kg/m³)

μ (Pa·s)

Resultados

—

Reynolds (Re)

—

ν (m²/s ×10⁻⁶)

Características del Flujo

Número de Reynolds—

Viscosidad cinemática ν—

Régimen de flujo—

Perfil de velocidades—

Factor fricción (Poiseuille)—

Esfuerzo cortante pared τ—

Perfil de Velocidades

Flujo en Canales Abiertos — Manning

V = (1/n) · R^(2/3) · S^(1/2) [Manning]
Q = A · V
R = A/P [radio hidráulico]
Fr = V/√(g·y) [Froude]
Fr<1 → Subcrítico | Fr=1 → Crítico | Fr>1 → Supercrítico

Sección del canal

Ancho de plantilla b

Tirante hidráulico y

Pendiente longitudinal S

m/m

Coeficiente de Manning n

n (Manning)

Resultados del Canal

—

Q (m³/s)

—

V (m/s)

—

Froude

—

R hid. (m)

Parámetros Hidráulicos

Área mojada A—

Perímetro mojado P—

Radio hidráulico R—

Velocidad media V—

Caudal Q—

Número de Froude Fr—

Tirante crítico yc—

Energía específica E—

Sección Transversal del Canal

Flujo por Orificios y Vertederos

Q_orificio = Cd·A·√(2g·H)
Q_vertedero_rect = (2/3)·Cd·L·√(2g)·H^(3/2)
Q_vertedero_tri = (8/15)·Cd·tan(θ/2)·√(2g)·H^(5/2)
Cd ≈ 0.61 (orificio circular), 0.62 (vertedero)

Tipo de elemento

Altura de carga H (sobre el orificio)

Diámetro / Ancho (m)

Alto del orificio (si rect.)

Ángulo del vertedero θ (si triangular)

Coeficiente de descarga Cd

Resultados

—

Q (m³/s)

—

V salida (m/s)

—

Q (L/s)

—

Q (m³/h)

Cálculos

Velocidad teórica V_t = √(2gH)—

Velocidad real V = Cv·V_t—

Área del orificio A—

Caudal Q = Cd·A·V_t—

Tiempo vaciar 1 m³—

Coeficientes típicos Cd: Orificio circular: 0.61 · Orificio rectangular: 0.62 · Boquilla cilíndrica: 0.82 · Vertedero rectangular: 0.62 · Vertedero triangular: 0.61

Curva Q vs H