Principio de Bernoulli: Fundamentos y Aplicaciones en la Dinámica de Fluidos
Enviado por Chuletator online y clasificado en Física
Escrito el en 
español con un tamaño de 5,65 KB
Hidrodinámica
La hidrodinámica estudia la dinámica de los líquidos.
Aproximaciones en el Estudio de la Hidrodinámica
Para el estudio de la hidrodinámica normalmente se consideran tres aproximaciones importantes:
- Que el fluido es un líquido incompresible, es decir, que su densidad no varía con el cambio de presión, a diferencia de lo que ocurre con los gases.
- Se considera despreciable la pérdida de energía por la viscosidad, ya que se supone que un líquido es óptimo para fluir y esta pérdida es mucho menor comparándola con la inercia de su movimiento.
- Se supone que el flujo de los líquidos es un régimen estable o estacionario, es decir, que la velocidad del líquido en un punto es independiente del tiempo.
Aplicaciones de la Hidrodinámica
La hidrodinámica tiene numerosas aplicaciones industriales, como diseño de canales, construcción de puertos y presas, fabricación de barcos, turbinas, etc.
Daniel Bernoulli fue uno de los primeros matemáticos que realizó estudios de hidrodinámica, siendo precisamente él quien dio nombre a esta rama de la física con su obra de 1738, Hydrodynamica.
Principio de Bernoulli
En dinámica de fluidos, el principio de Bernoulli, también denominado ecuación de Bernoulli o trinomio de Bernoulli, describe el comportamiento de un líquido moviéndose a lo largo de una corriente de agua. Fue expuesto por Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinámica (1738) y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido.
Componentes de la Energía de un Fluido
La energía de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes:
- Cinética: es la energía debida a la velocidad que posea el fluido.
- Potencial o gravitacional: es la energía debido a la altitud que un fluido posea.
- Energía de presión: es la energía que un fluido contiene debido a la presión que posee.
Ecuación de Bernoulli
La siguiente ecuación conocida como "ecuación de Bernoulli" (trinomio de Bernoulli) consta de estos mismos términos.
{\displaystyle {\frac {V^{2}\rho }{2}}+{P}+{\rho gz}={\text{constante}}}
donde:
- {\displaystyle V}
= velocidad del fluido en la sección considerada.
- {\displaystyle \rho }
= densidad del fluido.
- {\displaystyle P}
= presión a lo largo de la línea de corriente.
- {\displaystyle g}
= aceleración gravitatoria
- {\displaystyle z}
= altura en la dirección de la gravedad desde una cota de referencia.
Supuestos para la Aplicación de la Ecuación de Bernoulli
Para aplicar la ecuación se deben realizar los siguientes supuestos:
- Viscosidad (fricción interna) = 0. Es decir, se considera que la línea de corriente sobre la cual se aplica se encuentra en una zona 'no viscosa' del fluido.
- Caudal constante.
- Flujo incompresible, donde ρ es constante.
- La ecuación se aplica a lo largo de una línea de corriente o en un flujo laminar.
Aunque el nombre de la ecuación se debe a Bernoulli, la forma arriba expuesta fue presentada en primer lugar por Leonhard Euler.
Aplicaciones del Principio de Bernoulli
Un ejemplo de aplicación del principio se da en el flujo de agua en tubería.
También se puede reescribir este principio en forma de suma de presiones multiplicando toda la ecuación por {\displaystyle \gamma }