La hidráulica y la mecánica de fluidos: historia, ciencia y técnica | 1/49 | UPV
Summary
TLDRLa profesora Amparo López de la Universidad Politécnica de Valencia nos presenta una visión histórica y técnica de la hidráulica y la mecánica de fluidos. Desde las antiguas civilizaciones hasta la Ilustración, pasando por los aportes de científicos como Leonardo da Vinci, Galileo, Newton, Bernoulli y Euler, se muestra cómo estas disciplinas se han entrelazado hasta convertirse en una única ciencia. La mecánica de fluidos, que abarca no solo el agua sino también otros fluidos, ha evolucionado con el uso de modelos computacionales y programas de CFD, permitiendo modelar fenómenos a distintas escalas y aplicaciones en campos como la aeronáutica y la fluidodinámica.
Takeaways
- 👋 Un saludo inicial por Amparo López, profesora del Departamento de Ingeniería Hidráulica y Medio Ambiente de la Universidad Politécnica de Valencia.
- 📚 La charla trata sobre la hidráulica y la mecánica de fluidos, su historia y su relación con la ciencia y la técnica.
- 🔍 La hidráulica es la técnica del movimiento del agua, mientras que la mecánica de fluidos es una ciencia que se desarrolla más tarde.
- 🌊 La hidráulica se conocía desde antiguas civilizaciones como Mesopotamia y Egipto, y los romanos y árabes usaron la energía hidráulica.
- 👨🔬 Se mencionan importantes científicos en la historia de la hidráulica y la mecánica de fluidos, como Leonardo da Vinci, Galileo, Pascal, Torricelli, Newton y Euler.
- 📘 La mecánica de fluidos se consolida como una disciplina de la física durante la Ilustración, ampliando su alcance más allá del agua.
- 🌐 Las ecuaciones de Navier-Stokes, propuestas en el siglo XIX, son fundamentales para el análisis integral y diferencial de los fluidos.
- 🚀 La mecánica de fluidos se aplica en campos como la aeronáutica, la fluidodinámica y la hidráulica moderna.
- 💻 El análisis numérico y los programas de CFD (Computational Fluid Dynamics) son herramientas actuales para modelar fenómenos de fluidos en tiempo real.
- 🌐 La disciplina abarca el estudio de fluidos desde una escala muy pequeña hasta una muy grande, incluyendo el fluido caótico y turbulento como la atmósfera.
- 🙌 La charla concluye destacando la unión entre ciencia y técnica en la mecánica de fluidos, con un enfoque en la modelización computacional.
Q & A
¿Quién es Amparo López y qué departamento enseña en la Universidad Politécnica de Valencia?
-Amparo López es profesora del departamento de Ingeniería Hidráulica y Medio Ambiente en la Universidad Politécnica de Valencia.
¿Cuál es el objetivo principal del objeto mencionado en el guión?
-El objetivo principal es abordar y comparar los temas de la hidráulica y la mecánica de fluidos a lo largo del tiempo, y concluir cómo estas disciplinas se han mezclado para convertirse en una única disciplina.
¿Desde cuándo se conoce la técnica de la hidráulica y qué se refiere específicamente?
-La técnica de la hidráulica se conoce desde los tiempos antiguos, específicamente se refiere al movimiento del agua.
¿Qué civilizaciones antiguas ya utilizaban técnicas hidráulicas avanzadas?
-Las civilizaciones de Mesopotamia y Egipto, así como los romanos, ya utilizaban técnicas hidráulicas avanzadas, como canales, válvulas, tuberías y sistemas de distribución de agua a presión.
¿Cómo se relaciona la energía hidráulica con las maquinarias de los molinos y otros dispositivos?
-La energía hidráulica se aprovechó a través de molinos, batanes y otros tipos de maquinarias, permitiendo el uso de la energía del agua para realizar trabajo mecánico y trasladarlo a grandes distancias.
¿Qué científico del Renacimiento trabajó en aspectos hidráulicos y cuáles fueron algunas de sus contribuciones?
-Leonardo da Vinci trabajó en aspectos hidráulicos, realizando estudios sobre el movimiento ondulatorio del agua, análisis en estanques y diseños de algunas primeras máquinas hidráulicas.
¿Qué aportó Galileo a la comprensión de las propiedades de los fluidos?
-Galileo indagó sobre las propiedades de los fluidos, como la densidad y el peso específico, y analizó el movimiento de los mismos.
¿Qué contribuciones significativas realizó Isaac Newton a la mecánica de fluidos?
-Isaac Newton propuso la primera ecuación de viscosidad, dando lugar al análisis de los fluidos newtonianos y no newtonianos.
¿Qué es lo que Bernoulli y Torricelli contribuyeron al estudio de la hidrostática y la dinámica de fluidos?
-Bernoulli y Torricelli contribuyeron con sus análisis de la hidrostática, estudiando el movimiento y el reposo de los fluidos, y definiendo la línea de corriente que es fundamental en los desarrollos subsiguientes.
¿Qué发明由Venturi propuesto y cómo影响了流体力学的测量?
-Venturi propuso el medidor de caudal de Venturi, que permitió medir el caudal a través de la diferencia de presión, siendo muy importante en la medición del movimiento de fluidos.
¿Cuáles son las ecuaciones que marcan el inicio del análisis numérico en la mecánica de fluidos?
-Las ecuaciones que marcan el inicio del análisis numérico en la mecánica de fluidos son las leyes de Stokes y las ecuaciones de Navier-Stokes.
¿Cómo se han aplicado las técnicas de la mecánica de fluidos en la actualidad y qué herramientas se utilizan?
-Las técnicas de la mecánica de fluidos se aplican en áreas como la aeronáutica, la fluidodinámica y la hidráulica, utilizando programas de CFD (Computational Fluid Dynamics) para realizar análisis computacionales y modelar fenómenos en tiempo real a diferentes escalas.
Outlines
📚 Introducción a la Hidráulica y la Mecánica de Fluidos
El primer párrafo presenta a Amparo López, profesora de ingeniería hidráulica y medio ambiente, quien nos introduce a la hidráulica y la mecánica de fluidos. Se discute cómo estas disciplinas, que tienen raíces históricas en la antigüedad, se han ido fusionando con el tiempo hasta convertirse en una única disciplina. La hidráulica se asocia con la técnica del movimiento del agua, mientras que la mecánica de fluidos es una rama de la física que se desarrolló más tarde. Se mencionan diversos científicos que han contribuido a estas disciplinas, desde Leonardo da Vinci hasta los descubrimientos de Darcy y Weisbach, y se destaca la importancia de las ecuaciones de Navier-Stokes en el análisis de los fluidos.
🌐 Avances y Aplicaciones de la Mecánica de Fluidos
El segundo párrafo se enfoca en los avances recientes y las aplicaciones de la mecánica de fluidos en diferentes campos, como la aeronáutica y la fluidodinámica. Se destaca cómo la mecánica de fluidos se ha convertido en una ciencia que se aplica a todos los tipos de fluidos, incluyendo el aire. La narración también cubre la evolución del análisis de fluidos desde métodos analíticos tradicionales a la utilización de la informática para resolver ecuaciones complejas a través de programas de CFD (Computational Fluid Dynamics). La sección concluye con la importancia de la modelización numérica en tiempo real y la capacidad de simular fenómenos a diferentes escalas.
Mindmap
Keywords
💡Hidráulica
💡Mecánica de Fluidos
💡Leonardo Da Vinci
💡Galileo
💡Pascal
💡Torricelli
💡Newton
💡Euler
💡Venturi
💡Reynolds
💡Darcy y Weisbach
💡Ecuaciones de Navier-Stokes
💡CFD (Computational Fluid Dynamics)
Highlights
La hidráulica y la mecánica de fluidos son disciplinas históricamente separadas que ahora se han combinado en una única disciplina.
La hidráulica tiene aplicaciones técnicas que se conocen desde los tiempos antiguos, como la construcción de canales y acueductos.
La mecánica de fluidos se desarrolló como una disciplina de la física en los tiempos de la Ilustración, abarcando no solo el agua sino otros fluidos.
Leonardo da Vinci contribuyó a la hidráulica con estudios sobre el movimiento ondulatorio del agua y diseños de máquinas hidráulicas.
Galileo indagó sobre las propiedades de los fluidos, como la densidad y el peso específico.
Pascal y Torricelli contribuyeron al estudio de la hidrostática y el movimiento de los fluidos en reposo.
Isaac Newton propuso la primera ecuación de viscosidad, fundamental para el análisis de fluidos newtonianos.
Pernu relacionó las presiones, alturas y velocidades en los fluidos en movimiento, definiendo la línea de corriente.
Euler propuso las implicaciones de los campos de velocidad y la primera ecuación de las máquinas hidráulicas en conservación del momento de fluido.
Mentu inició los estudios de flujo en conductos y propuso el medidor de caudal de Venturi.
Reynolds analizó la turbulencia, un fenómeno central en la mecánica de fluidos clásica.
Darcy y Bisback proporcionaron análisis del flujo en tuberías mediante ecuaciones semiempíricas.
Frud propuso un análisis de la capa límite y los números adimensionales para el estudio del movimiento del fluido.
Se propusieron las ecuaciones completas de la mecánica de fluidos, como las leyes de Stokes y Navier-Stokes.
La mecánica de fluidos se ha avanzado como una ciencia, con aplicaciones en la atmósfera, la aeronáutica y la fluidodinámica.
Las aplicaciones de la mecánica de fluidos hoy en día son numéricas, utilizando programas de CFD para modelar flujos detalladamente.
Los modelos computacionales permiten modelar fenómenos de la mecánica de fluidos en tiempo real y a diferentes escalas.
Transcripts
un saludo Mi nombre es Amparo López y
soy profesora del departamento de
ingeniería hidráulica y medio ambiente
de la Universidad politécnica de
valencia en este objeto hablaremos de la
hidráulica y la mecánica de fluidos
relacionando aspectos de su historia y
cómo son parte de ciencia y
técnica hablaremos de la técnica que es
conocida como la hidráulica y la ciencia
que es conocida como la mecánica de
fluidos el objetivo que pretendemos es
abordar ambos temas compararlos a lo
largo del tiempo y concluir que
finalmente el tiempo ha ido mezclándolos
unos con otros hasta que ahora son una
única
disciplina la aplicación técnica del
movimiento del agua se conoce desde los
tiempos antiguos y a esto es a lo que
llamamos hidráulica derivado solo del
movimiento del agua Aunque sabemos que
hay otros fluidos era conocido el
movimiento del agua a lámina libre desde
Mesopotamia y Egipto 400 antes de Cristo
en el que ya se hacían canales válvulas
y tuberías e incluso los romanos
conocían la distribución de agua a
presión las civilizaciones romanas y
árabes incluso aprovecharon la energía
hidráulica como un recurso hídrico a
través de los molinos los batanes y
otros tipos de llamémosle así maquinaria
y trasladándolo a grandes distancias a
través de los
acueductos sin embargo en los tiempos de
la Ilustración la mecánica de fluidos
pasa a ser una disciplina de la física
porque las aplicaciones hidráulicas no
son las únicas que se refieren al
movimiento de los fluidos También
tenemos otros fluidos como el aire los
aceites y otros fluidos no neuton
anos hablemos de algunos científicos que
a lo largo de la historia se dedicaron a
estas disciplinas podemos empezar con
Leonardo Da Vinci que trabaja
principalmente aspectos hidráulicos
tiene unos estudios sobre el agua el
movimiento ondulatorio el análisis en
estanques y unos análisis muy
interesantes sobre algunas primeras
máquinas
hidráulicas
Galileo indagó sobre las propiedades de
los fluidos la propiedad de la densidad
y del peso específico analizando bien el
movimiento del mismo las experiencias de
Pascal y torriceli empiezan a hablar de
la hidrostática analizan el movimiento
mejor el reposo de los fluidos con sus
análisis de fuerzas ser Isaac Newton
propone la primera ecuación como tal que
es la de la viscosidad dando lugar al
análisis de los fluidos neutroni anos
pernu Relaciona las presiones alturas y
velocidades Cuando tenemos los fluidos
en movimiento definiendo la línea de
corriente que va a ser muy importante en
los desarrollos
siguientes Euler habla de las
implicaciones de los campos de veloc
idades y propone la primera ecuación de
las máquinas hidráulicas en conservación
con el momento de fluido
mentu propone los estudios de flujo en
conductos empezando a definir las
magnitudes del movimiento a través de
las medidas proponiendo el medidor de
caudal de Venturi que es muy importante
en su momento porque permite medir el
caudal a través de la
presión Reynolds ya en el siglo XIX
analiza la turbulencia que es un
fenómeno en la mecánica de fluidos
clásica que no había aparecido porque se
refiere a un análisis muy pequeño de el
movimiento turbulento de los flujos
darcy y bisback proporcionan un análisis
del flujo en tuberías que nos hace
conocer a través de ecuaciones semi
empíricas el análisis de las pérdidas a
través de parámetros dimensionales y
frud propone un análisis de capa límite
y los números adimensionales que junto
con Reynolds analizan el movimiento del
fluido ya empezando a entrar en el siglo
XX se Proponen las ecuaciones completas
de la mecánica de fluidos son las leyes
de stokes de navier stokes las que
proporcionan las ecuaciones básicas que
se van a trabajar tanto en un análisis
diferencial como en un análisis integral
a partir de aquí se Proponen las
ecuaciones que ahora conocemos esas
ecuaciones que ahora conocemos hasta
nuestros días han ido avanzando ya como
una ciencia como una parte de la
disciplina científica en todos los tipos
de fluidos por ejemplo la atmósfera que
es un fluido caótico rápido muy
turbulento Y empezamos a tener
aplicaciones muy importantes en todos
nuestros entornos la aeronáutica la
fluidodinámica todos los análisis de
lubricación además de la hidráulica que
se analizan desde la mecánica de fluidos
hoy en día este análisis de mecánica de
fluidos ya es numérico porque las
ecuaciones Se resuelven con condiciones
complicadas y se realiza un análisis
computacional a través de los llamados
programas de cfd fluidodinámica
computacional que todos aplicamos para
conocer los flujos en
detalle en resumen la mecánica de
fluidos es una disciplina de la física
que es muy posterior a su propia
aplicación inicial que es la hidráulica
sin embargo hoy en día ciencia y técnica
van unidas a través de los modelos
computacionales que nos permiten
prácticamente modelar en tiempo real los
fenómenos a pequeñísima y grandísima
escala que se relacionan con la mecánica
de fluidos Espero que el objeto os haya
sido interesante un
saludo
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