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NOMENCLATURA EMPLEADA

INTRODUCCIÓN

1. INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA DE FLUIDOS
1.1. Objeto de la mecánica de fluidos
1.2. Aplicaciones de la mecánica de fluidos
1.2.1. Máquinas de fluido
1.2.2. Redes de distribución
1.2.3. Regulación de las máquinas
1.2.4. Transmisiones y controles hidráulicos y neumáticos
1.1.5. Acoplamiento y cambio de marchas continuo
1.3. Resumen histórico de la mecánica de fluidos
1.4. Sistemas de unidades
Dimensiones
1.5. El sistema internacional de unidades SI
1.6. Ecuación de dimensiones
1.7. Cambio de unidades

2. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
2.1. Introducción
2.2. Densidad específica o absoluta, peso específico y densidad relativa
2.2.1. Densidad específica o absoluta
2.2.2. Peso específico
2.2.3. Densidad relativa
2.2.4. Volumen específico
2.3. Compresibilidad
2.4. Viscosidad
2.4.1. Viscosidad dinámica
2.4.2. Viscosidad cinemática
2.4.3. Unidades no coherentes de la viscosidad
2.5. Tensión superficial
2.6. Tensión de vapor
2.7. Fluido ideal

3. PRESIÓN
3.1. Definición y propiedades
3.2. Unidades de presión
3.3. Presión atmosférica
3.4. Presión absoluta y presión excedente o relativa

HIDROSTÁTICA

4. HIDROSTÁTICA
4.1. Ecuación fundamental de la hidrostática del fluido incompresible
4.2. Gráfico de presiones
4.3. Instrumentación de medida de presiones
4.3.1. Tubos piezométricos
4.3.2. Manómetros de líquido
4.3.2.1. Barómetro de cubeta
4.3.2.2. Barómetro en U
4.3.2.3. Manómetro en U de líquido para presiones relativas
4.3.2.4. Vacuómetro en U de líquido para presiones absolutas
4.3.2.5. Manómetro y vacuómetro de cubeta
4.3.2.6. Manómetro diferencial
4.3.2.7. Piezómetro diferencial
4.3.2.8. Micromanómetro de tubo inclinado
4.3.2.9. Multimanómetros
4.3.2.10. Manómetro diferencial tórico
4.3.3. Manómetros elásticos
4.3.3.1. Manómetro de tubo de Bourdon para presiones absolutas
4.3.3.2. Manómetro de tubo de Bourdon para presiones relativas
4.3.3 3. Manómetro de membrana
4.3.3.4. Manómetro diferencial combinado de diafragma y resorte
4.3.3.5 Manómetro de fuelle metálico
4.3.4. Manómetro de émbolo
4.3.4.1. Manómetro de émbolo como tarador de manómetros
4 3.4.2. Manómetro de émbolo y resorte
4.3.5. Transductores de presión eléctricos
4.3.5.1. Transductores de resistencia
4.3.5.2. Transductores de capacidad
4.3 5.3. Transductores de inducción
4.3.5.4. Transductores piezoeléctricos
4.3.5.5. Transductores potenciométricos
4.3.5.6. Transductores de bandas extensométricas
4.4. Presión hidrostática sobre una superficie plana sumergida
4.5. Presión hidrostática sobre una superficie curva cilíndrica sumergida
4.6. Principio de Arquímedes
Flotación
4.6.1. Equilibrio de los cuerpos totalmente sumergidos (submarino, dirigible)
4.6.2. Equilibrio de los cuerpos parcialmente sumergidos (barco)
4.7. Equilibrio relativo de los líquidos
4.7.1. Recipiente con aceleración lineal constante
4.7.2. Recipiente girando a w(omega) = C

HIDRODINÁMICA

5. ECUACIÓN FUNDAMENTAL DE LA HIDRODINÁMICA O ECUACIÓN DE BERNOULLI
5.1. Regímenes de corriente
Línea, hilo y tubo de corriente
5.2. Definición de caudal
5.3. Ecuación de continuidad
5.3.1. Ecuación de continuidad para un hilo de corriente
5.3.2. Ecuación de continuidad del fluido incompresible para un tubo de corriente
5.4. Fuerzas que actúan sobre un fluido
5.5. Ecuaciones diferenciales del movimiento de un fluido ideal, o ecuaciones diferenciales de
Euler
5.5.1. Componentes de la aceleración en un punto
5.5.2. Ecuaciones de Euler
5.6. Ecuación de Bernoulli para el fluido ideal: primera deducción por integración de las
ecuaciones de Euler según una línea de corriente
5.7. Clasificación de las energías de un fluido incompresible
5.7.1. Energía potencial geodésica
5.7.2. Energía de presión
5.7.3. Energía cinética
5.8. Ecuación de Bernoulli para el fluido ideal: segunda deducción, energética
5.8.1. Deducción energética de la ecuación de Bernoulli para un hilo de corriente en régimen
permanente
5.8.2. La ecuación de Bernoulli generalizada para un tubo de corriente
5.9. La ecuación de Bernoulli y el primer principio de la termodinámica
5.10. Las energías específicas y la ecuación de Bernoulli expresadas en alturas equivalentes
5.11. Ecuaciones diferenciales del movimiento de un fluido real, o ecuaciones de Navier-Stokes
5.12. Ecuación de Bernoulli para el fluido real
5.13. Ecuación de Bernoulli generalizada
5.14. Gráfico de alturas
5.15. Ecuación de Bernoulli para un gas incompresible

6. ALGUNAS APLICACIONES DE LA ECUACIÓN DE BERNOULLI
INSTRUMENTACIÓN DE MEDIDA DE VELOCIDAD
INSTRUMENTACIÓN DE MEDIDA DE CAUDAL EN FLUJO CERRADO
6.1. Introducción
6.2. Salida por un orificio: Ecuación de Torricelli
6.3. Tubo de Pitot
6.4. Instrumentación de medida de velocidades
6.4.1. Teoría del tubo de Prandtl
6.4.2. Tipos diversos de tubos de Prandtl
6.4.3. Anemómetros
6.4.3.1. Anemómetro de eje vertical
6.4.3.2. Anemómetro de eje horizontal
6.4.4. Molinete hidráulico
6.4.5. Anemómetro de hilo caliente
6.5. El sifón
6.6. El eyector
6.7. Instrumentación de medición de volúmenes
6.8. Instrumentación de medición de caudales
6.8.1. Caudalímetros de flujo cerrado
6.8.1.1. Caudalímetros de área de paso constante
6.8.1.1.1. Tubo de Venturi
6.8.1.1.2. Toberas de medida
6.8.1.1.3. Diafragmas
6.8.1.1.4. Otros elementos deprimógenos
6.8.1.1.5. Manómetros diferenciales de raíz cuadrada
6.8.1.2. Caudalímetros de área de paso variable
6.8.1.3. Caudalímetros electromagnéticos
6.8.1.4. Caudalímetros de ultrasonido

7. LA EXPERIMENTACIÓN EN MECÁNICA DE FLUIDOS
7.1. Introducción
7.2. Semejanza de modelos
7.3. Teoría de modelos
7.4. Semejanza dinámica y gradiente de presiones: número de Euler
7.5. Semejanza dinámica con predominio de la gravedad: número de Froude
7.6. Semejanza dinámica con predominio de la viscosidad: número de Reynolds
7.7. Semejanza dinámica con predominio de la elasticidad: número de Mach
7.8. Semejanza dinámica con predominio de la tensión superficial: número de Weber

8. RESISTENCIA DE LOS FLUIDOS EN GENERAL
8.1. Introducción
8.2. Paradoja de d´Alembert
8.3. Capa límite: resistencia de superficie
8.4. Régimen laminar y turbulento
8.5. Capa límite laminar y turbulenta
8.6. El número de Reynolds: parámetro adimensional de resistencia
8.7. Número crítico de Reynolds
8.8. Desprendimiento de la capa límite: resistencia de forma
8.9. Resistencia de forma: contornos romos y contornos bien fuselados
8.10. La energía perdida por la resistencia se transforma en energía térmica

9. RESISTENCIA DE SUPERFICIE: PERDIDAS PRIMARIAS EN CONDUCTOS CERRADOS O TUBERÍAS
9.1. Introducción
9.2. Pérdidas primarias y secundarias en las tuberías
9.3. Ecuación general de las pérdidas primarias: ecuación de Darcy-Weisbach
9.4. Cálculo del coeficiente de pérdidas primarias A(lambda)
9.4.1. Cálculo de A(lambda) en régimen laminar (tuberías lisas y rugosas): fórmula de
Poiseuille
9.4.2. Cálculo de A(lambda) en régimen turbulento y tuberías lisas: para 2.000 < R < 100.000:
fórmula de Blasius
9.4.3. Cálculo de A(lambda) en régimen turbulento y tuberías lisas: para Re > 100.000: fórmula
primera de Kármán-Prandtl
9.4.4. Cálculo de A(lambda) en régimen turbulento y tuberías rugosas
9.4.4.1. Tuberías de rugosidad artificial: trabajos de Nikuradse
9.4.4.2. Tuberías comerciales o de rugosidad natural: fórmula de Colebroock-White y fórmula
segunda de Kármán-Prandtl
9.5. Diagrama de Moody
9.6. Diámetro de tubería más económico

10. RESISTENCIA DE SUPERFICIE: PERDIDAS PRIMARIAS EN CONDUCTOS ABIERTOS O CANALES
10.1. Introducción
10.2. Radio hidráulico
10.3. Velocidad en un canal con movimiento uniforme
Primera fórmula: fórmula de Chézy
10.4. Coeficiente C de la fórmula de Chézy
Primera fórmula: fórmula de Bazin
10.5. Coeficiente C de la fórmula de Chézy
Segunda fórmula: fórmula de Kutter
10.6. Velocidad en un canal con movimiento uniforme
Segunda fórmula: fórmula de Manning
10.7. Problemas de canales con movimiento uniforme

11. RESISTENCIA DE FORMA: PERDIDAS SECUNDARIAS EN CONDUCTOS CERRADOS O TUBERÍAS
11.1. Introducción
11.2. Primer método: Ecuación fundamental de las pérdidas secundarias
11.3. El coeficiente l(xi) de la ecuación fundamental de pérdidas secundarias
11.3.1. Salida brusca y suave de un depósito
11.3.2. Ensanchamientos bruscos y suaves
11.3.3. Contracciones bruscas y suaves
11.3.4. Tes
11.3.5. Codos
11.3.6. Válvulas
11.3.6.1. Válvulas de compuerta
11.3.6.2. Válvula de mariposa
11.3.6.3. Válvula de macho
11.3.6.4. Válvula de retención de charnela
11.3.6.5. Válvula de pie con alcachofa
11.3.6.6. Otras válvulas
11.4. Coeficiente total de pérdidas, l(xi)
11.5. Segundo método: longitud de tubería equivalente
11.6. Gráfico de la ecuación de Bernoulli con pérdidas

12. REDES DE DISTRIBUCIÓN
12.1. Introducción
12.2. Tuberías en serie
12.3. Tuberías en paralelo
12.4. Tuberías ramificadas
12.5. Redes de tuberías

13. RESISTENCIA DE SUPERFICIE Y DE FORMA EN UN CUERPO QUE SE MUEVE EN UN FLUIDO: NAVEGACIÓN AÉREA
Y MARÍTIMA
13.1. Introducción
13.2. Ideas generales sobre la resistencia de un cuerpo que se mueve en un fluido
13.3. Fórmula general de resistencia y coeficiente adimensional de arrastre
13.4. Resistencia de los barcos

14. ORIFICIOS, TUBOS, TOBERAS Y VERTEDEROS
INSTRUMENTACIÓN DE MEDIDA DE CAUDALES EN FLUJO LIBRE Y DE NIVEL
14.1. Introducción
14.2. Orificios, tubos y toberas
14.2.1. Fórmulas
14.2.2. Aplicaciones
14.2.2.1. Control de flujo
14.2.2.2. Medición de caudales
14.3. Desagüe por una compuerta de fondo
14.4. Régimen variable: tiempo de desagüe de un depósito
14.5. Vertederos
14.5.1. Tipos de vertederos
14.5.1.1. Vertederos de pared delgada
14.5.1.2. Vertederos de pared gruesa
14.5.2. Fórmulas de los vertederos de pared delgada
14.5.2.1. Vertedero rectangular
14.5.2.2. Vertedero triangular
14.5.2.3. Otros vertederos
14.6. Canal de Venturi
14.7. Otros procedimientos para medir el caudal en flujo libre
14.8. Instrumentación de medida de nivel
14.8.1. Medición directa
14.8.2. Medición hidráulica y neumática
14.8.3. Medición eléctrica
14.8.4. Medición por ultrasonido
14.8.5. Medición por radiaciones gamma

15. SOBREPRESIONES Y DEPRESIONES PELIGROSAS EN ESTRUCTURAS Y MÁQUINAS HIDRÁULICAS: GOLPE DE
ARIETE Y CAVITACIÓN
15.1. Golpe de ariete
15.1.1. Introducción
15.1.2. Explicación del fenómeno
15.1.3. Fórmulas de la presión máxima o sobrepresión
15.1.3.1. Presión máxima en cierre total o parcial instantáneo de la válvula en una tubería
elástica
15.1.3.2. Presión máxima en cierre lento uniforme total de una válvula en una tubería rígida
15.2. Cavitación
15.2.1. La depresión, causa de la cavitación
15.2.2. Descripción de la cavitación
15.2.3. Control de la cavitación

16. TEOREMA DEL IMPULSO EN MECÁNICA DE FLUIDOS
16.1. Introducción
16.2. Deducción del teorema del impulso o de la cantidad de movimiento
16.3. Aplicaciones
16.3.1. Fuerza sobre un codo
16.3.2. Fuerza sobre un álabe y potencia de una turbina de acción
16.3.3. Propulsión a chorro

17. EMPUJE ASCENSIONAL
17.1. Introducción
17.2. Empuje ascensional en un cilindro circular
17.2.1. Cilindro circular en corriente ideal, irrotacional y uniforme
17.2.2. Cilindro circular en corriente irrotacional y uniforme de un fluido ideal con
circulación: fórmula del empuje ascensional
17.2.3. Cilindro circular en corriente real uniforme
17.3. Empuje ascensional en un perfil de ala de avión: fórmula de Kutta-Joukowski
17.4. Empuje ascensional y propulsión por hélice: rendimiento de la propulsión

MÁQUINAS HIDRÁULICAS

18. TURBOMÁQUINAS HIDRÁULICAS: GENERALIDADES
18.1. Definición de máquina hidráulica
18.2. Clasificación de las máquinas hidráulicas
18.3. Ecuación fundamental de las turbomáquinas o ecuación de Euler: primera forma
18.3.1. Planos de representación de una turbomáquina
18.3.2. Deducción de la ecuación de Euler
18.4. Triángulos de velocidades: notación internacional
18.5. Segunda forma de la ecuación de Euler
18.6. Grado de reacción
18.7. Clasificación de las turbomáquinas según la dirección del flujo en el rodete

19. TURBOMÁQUINAS HIDRÁULICAS: BOMBAS ROTODINÁMICAS
19.1. Definición y clasificación de las bombas
19.2. Clasificación de las bombas rotodinámicas
19.3. Elementos constitutivos
19.4. ¿Dónde empieza y dónde termina la máquina?: Secciones de entrada E y de salida S
19.5. Tipos constructivos
19.6. El rodete: clasificación de las bombas por el número específico de revoluciones
19.7. El sistema difusor
19.8. Cebado de la bomba
19.9. Instalación de una bomba
19.10. Altura útil o efectiva de una bomba
19.10.1. Primera expresión de la altura útil y de la energía útil
19.10.2. Segunda expresión de la altura útil y de la energía útil
19.11. Pérdidas, potencias y rendimientos
19.11.1. Pérdidas
19.11.1.1. Pérdidas hidráulicas
19.11.1.2. Pérdidas volumétricas
19.11.1.3. Pérdidas mecánicas
19.11.2. Potencias y rendimientos
19.12. Cavitación y golpe de ariete de una bomba
19.12.1. Cavitación
19.12.2. Golpe de ariete
19.13. Algunas tendencias actuales en la construcción de las bombas rotodinámicas

20. TURBOMÁQUINAS HIDRÁULICAS: VENTILADORES
20.1. Definición de los ventiladores
20.2. Clasificación de los ventiladores
20.2.1. Clasificación según la presión total desarrollada
20.2.2. Clasificación según la dirección del flujo
20.3. Influjo de la variación de la densidad del gas en el comportamiento de los ventiladores
20.4. Fórmulas de los ventiladores

21. CENTRALES HIDROELÉCTRICAS
21.1. Saltos naturales: potencial hidroeléctrico
21.2. Explotación de los saltos naturales: caudal instalado
21.3. Centrales hidroeléctricas
21.4. Clasificación de las centrales
21.4.1. Según el tipo de embalse
21.4.2. Según la potencia
21.4.3. Según la altura del salto
21.4.4. Según la economía de la explotación
21.4.5. Según el lugar de instalación

22. TURBOMÁQUINAS HIDRÁULICAS: TURBINAS
22.1. Definición
22.2. Elementos constitutivos
22.3. Clasificación de las turbinas hidráulicas
22.3.1. Clasificación según el grado de reacción
22.3.2. Tipos actuales
22.3.3. Clasificación según el número específico de revoluciones
22.4 Turbinas de acción: turbinas Pelton
22.4.1. Descripción
22.4.2. Triángulos de velocidad
22.4.3. Clasificación de las turbinas Pelton según el número específico de revoluciones
22.5. Turbinas de reacción: turbinas Francis y Hélice
22.5.1. Descripción
22.5.2. Clasificación de las turbinas de reacción según el número específico de revoluciones
22.6. Turbinas de reacción: turbinas Kaplan y Dériaz
22.6.1. Orientación de los álabes
22.6.2. Descripción de una central con turbinas Kaplan
22.7. Algunas tendencias actuales en la construcción de las turbinas hidráulicas
22.8. Altura neta
22.8.1. Normas internacionales para la determinación de la altura neta
22.8.2. Primera expresión de la altura neta y de la energía neta
22.8.3 Segunda expresión de la altura neta y de la energía neta
22.9. Pérdidas, potencias y rendimientos
22.10. Ecuación del tubo de aspiración
22.11. Cavitación y golpe de ariete de una turbina
22.11.1. Cavitación
22.11.2. Golpe de ariete de una turbina: pantalla deflectora, orificio compensador y chimenea de
equilibrio

23. OTRAS FUENTES DE ENERGÍA: ENERGÍA EÓLICA, ENERGÍA MAREOMOTRIZ Y ENERGÍA DE LAS OLAS
23.1. Energía eólica
23.2. Centrales mareomotrices y grupos bulbo
23.3. Energía de las olas

24. TURBOMÁQUINAS HIDRÁULICAS: TRANSMISIONES HIDRODINÁMICAS
24.1. Introducción
24.2. Acoplamiento hidrodinámico
24.3. Convertidor de par hidrodinámico

25. TURBOMÁQUINAS HIDRÁULICAS: LEYES DE SEMEJANZA Y CURVAS CARACTERÍSTICAS
25.1. Introducción
25.2. Las seis leyes de semejanza de las bombas hidráulicas
25.3. Las seis leyes de semejanza de las turbinas hidráulicas
25.4. Las once leyes de semejanza de los ventiladores
25.5. Curvas características de las turbomáquinas hidráulicas
25.5.1. Curvas características de las bombas rotodinámicas y ventiladores
25.5.1.1. Ensayo elemental de una bomba
25.5.1.2. Ensayo completo de una bomba
25.5.2. Curvas características de las turbinas hidráulicas
25.6. Bancos de ensayo

26. MÁQUINAS HIDRÁULICAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO: BOMBAS DE ÉMBOLO
26.1. Introducción
26.2. Principio del desplazamiento positivo
26.3. Clasificación de las máquinas de desplazamiento positivo
26.4. Bombas de émbolo
26.4.1. Comparación de las bombas rotodinámicas y las bombas de émbolo
26.4.2. Caudal teórico, caudal real y caudal instantáneo
26.4.3. Potencia indicada y potencia útil: diagrama del indicador
26.4.4. Tipos diversos de bombas de émbolo

27. MÁQUINAS HIDRÁULICAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO: MÁQUINAS ROTOESTÁTICAS
27.1. Clasificación
27.2. Descripción
27.3. Teoría
27.3.1. Teoría de la bomba o motor de paletas deslizantes
27.3.2. Teoría de la bomba o motor de engranajes

28. TRANSMISIONES Y CONTROLES HIDRÁULICOS Y NEUMÁTICOS
28.1. Introducción
28.2. Principio de Pascal
28.3. Breve historia desde el principio de Pascal a las transmisiones y controles hidráulicos
modernos
28.4. Evolución del esquema básico de Pascal al esquema de una transmisión hidráulica moderna
28.5. Comparación entre las transmisiones hidráulicas y mecánicas
28.6. Comparación entre las transmisiones hidráulicas y eléctricas
28.7. Aplicaciones
28.8. Válvulas hidráulicas
28.8.1. Válvulas de control de presión
28.8.1.1. Válvulas de seguridad
28.8.1.2. Válvulas reductoras de presión
28.8.1.3. Válvulas de secuencia
28.8.2. Válvulas de control de flujo
28.8.3. Válvulas de control de dirección
28.9. Símbolos
28.10. Circuitos
28.11. Automatismo
28.12. Servomecanismos hidráulicos

29. REGULACIÓN DE LAS TURBINAS HIDRÁULICAS
29.1. Introducción
29.2. Regulación taquimétrica
29.3. Regulación directa
29.4. Regulación indirecta con amplificación sin retroalimentación
29.5. Regulación indirecta con amplificación y retroalimentación: servomecanismo de regulación
29.6. Regulación de una turbina de acción
29.7. Regulación de una turbina de reacción

APÉNDICES
1. Tablas de conversión de unidades del ST al SI y viceversa
2. Prefijos en el sistema internacional SI
3. Tablas de conversión de los sistemas métricos (SI y ST) al sistema anglosajón y viceversa
4. Densidad de algunos líquidos en función de la temperatura
5. Viscosidad dinámica de algunas sustancias en función de la temperatura
6. Viscosidad cinemática del vapor de agua en función de la temperatura
7. Viscosidad cinemática de algunos aceites en función de la temperatura
8. Viscosidad dinámica y cinemática de algunos gases a 1,01325 bar y 0 °C
9. Viscosidad cinemática de algunos gases en función de la temperatura
10. Tablas de conversión de unidades °E y segundos Redwood y Saybolt al SI
11. Curvas de saturación de algunas sustancias
12. Medida de caudales con diafragmas, toberas y tubos de Venturi normalizados
13. Solución de los problemas impares
14. Diagrama de Moody para hallar el coeficiente de pérdidas de carga A(lambda) en tuberías

BIBLIOGRAFÍA
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