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La demostración matemática de la ecuación de conservación de masa en fluídos incomprensibles, donde se establece que el caudal de masa a través de una superficie controlada es igual a la disminución de masa en el volumen controlado. Se considera un flujo simple de un fluido que penetra en un dispositivo a través de una tubería y se abandona a través de otra. Se obtiene la ecuación (*) y se utiliza un convenio de signos para representar vectorialmente las superficies, lo que resulta en la igualdad de los volúmenes de desplazamiento de fluido en las entradas y salidas. Al integrar se obtiene que el caudal q es igual en ambas entradas y salidas.
Tipo: Apuntes
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A 2
V
2
A 1
V
1
1
∫
∫
∫
∫
En su forma integral, la ecuacion que nos define que el caudal en masa a través de la su-
perficie de control (S.C) es igual a la disminución, por unidad de tiempo, de la masa que ocupa el
volumen de control (V.C)
s****. c V****. C
Figura 1.1.1: Graficado en: CorelDRAW X
Como el volumen de control tiene forma fija. El segundo miembro de la integral triple se
anula. por lo cual podemos establecer:
Ⓧ ρ
V d
s.c
en el caso que sea el mismo liquido, la ρ es constante:
V d
s.c
para cualquier fluido incomprensible, la conservación de la masa queda reducida a la conservación
del volumen.
r,V,A
2 2 2
Superficie de control (S.C)
Volumen de control (V.C)
Consideremos, como por ejemplo , una situacion muy simple, en la que el fluido penetra
en cierto dispositivo por una tuberia y lo abandona por otra, tal como aparece esquemáticamente.
r,V,A 1 1 1
Figura 1.1.2: Fuente CorelDRAW X
Utilizando la ecuación (*) Obtenemos.
s. c A 1 A 2
al expresar un convenio de signos para reprecentar vectorialmente las superficies:
s. c A 1 A 2
tonces
pero al suponer un flujo unidimensional en la entrada y salida ρ, yA serán constantes. En-