Ecuación de Bernoulli

La Ecuación de Bernoulli puede considerarse como una declaración del principio de conservación de la energía apropiado para fluidos fluidos. El comportamiento cualitativo que generalmente se etiqueta con el término «efecto Bernoulli» es la disminución de la presión del fluido en las regiones donde aumenta la velocidad del flujo. Esta reducción de la presión en una constricción de una ruta de flujo puede parecer contradictoria, pero parece menos si se considera que la presión es la densidad de energía. En el flujo de alta velocidad a través de la constricción, la energía cinética debe aumentar a expensas de la energía de presión.

Advertencia sobre el flujo en estado estacionario: mientras que la ecuación de Bernoulli se expresa en términos de ideas universalmente válidas como la conservación de energía y las ideas de presión, energía cinética y energía potencial, su aplicación en la forma anterior se limita a casos de flujo constante. Para el flujo a través de un tubo, dicho flujo se puede visualizar como flujo laminar, lo que sigue siendo una idealización, pero si el flujo es laminar en una buena aproximación, entonces la energía cinética del flujo en cualquier punto del fluido se puede modelar y calcular. El término de energía cinética por unidad de volumen en la ecuación es el que requiere restricciones estrictas para que se aplique la ecuación de Bernoulli; básicamente es la suposición de que toda la energía cinética del fluido está contribuyendo directamente al proceso de flujo directo del fluido. Eso debería hacer evidente que la existencia de turbulencia o cualquier movimiento caótico de un fluido implicaría alguna energía cinética que no contribuye al avance del fluido a través del tubo.

También debería decirse que si bien la conservación de la energía siempre se aplica, esta forma de analizar esa energía ciertamente no describe cómo se distribuye esa energía en condiciones transitorias. Una buena visualización del efecto Bernoulli es el flujo a través de una constricción, pero esa imagen nítida no describe el fluido cuando se activa el flujo por primera vez.

Otra aproximación involucrada en el enunciado de la ecuación de Bernoulli anterior es el descuido de las pérdidas por fricción del fluido. El flujo laminar idealizado a través de una tubería puede ser modelado por la ley de Poiseuille, que incluye pérdidas viscosas que resultan en una disminución de la presión a medida que avanza a lo largo de la tubería. El enunciado de la ecuación de Bernoulli anterior llevaría a la expectativa de que la presión volver al valor P1 más allá de la constricción ya que el radio vuelve a su valor original. Este no es el caso debido a la pérdida de algo de energía del proceso de flujo activo por fricción en movimiento molecular desordenado (energía térmica). hecho combinando la ecuación de Bernoulli con la ley de Poiseuille. Un ejemplo real que podría ayudar a visualizar el proceso es el control de la presión del flujo a través de un tubo estrecho.

Cálculo de Bernoulli

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