VICENTE S. FUERTES MIQUEL

El presente libro es una recopilación de algunos de los problemas correspondientes a los exámenes de los últimos años de la asignatura Mecánica de Fluidos de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Valencia, a la cual se han añadido otros problemas que se han considerado interesantes por aportar algunos aspectos que los hacen peculiares. Los problemas presentados en el libro se corresponden con la parte básica o fundamental de la Mecánica de Fluidos. El libro se ha dividido en cinco capítulos en los cuales se hace un recorrido por los principales temas de la asignatura: las propiedades de los fluidos, la estática, la cinemática, la dinámica integral y la ecuación de la energía. Se pretende que este libro sea una valiosa ayuda para los universitarios que estudien cualquiera de las asignaturas básicas de Mecánica de Fluidos.

El contenido del libro presenta el tema del flujo permanente de fluidos incompresibles en tuberías y conductos. En el primer capítulo se desarrollan los principios y ecuaciones generales, y en él cabe destacar las distintas ecuaciones de pérdidas, el planteamiento de los problemas básicos en una conducción simple y la inclusión de un apartado sobre válvulas especiales. En el segundo capitulo se desarrollan las ecuaciones para el análisis convencional de un sistema complejo de tuberías, y se presenta un método de resolución del problema (método de Cross). Finalmente, el tercer capítulo se dedica al dimensionado de sistemas complejos, y en él se abordan dos familias de métodos de dimensionado funcional, y finalmente se incluye una introducción al dimensionado económico, presentando asimismo el método de la serie económica.

El presente libro puede dividirse en dos grandes bloques: una primera parte dedicada al análisis, desde un punto de vista general, del flujo en lámina libre; y una segunda parte donde se aborda el estudio de las redes de alcantarillado. Dentro del primer bloque, se definen los conceptos básicos; se estudia con detalle el flujo más sencillo y también el más utilizado, el flujo uniforme; se analizan diversos aspectos del movimiento en lámina libre como pueden ser el concepto de energía específica, las condiciones de flujo crítico, etc.; y se estudia el flujo gradualmente variado con una breve introducción al flujo transitorio. La segunda parte del libro pretende estudiar, de forma muy general, las redes de saneamiento: se revisan los principales elementos que componen este tipo de redes; se analiza el tratamiento de los datos metereológicos con el fin de obtener caudales de lluvia; y, finalmente, se estudian los fundamentos del diseño de colectores, prestando una especial atención al método racional.

El libro presenta una visión detallada del análisis y cálculo de fenómenos transitorios en conductos cerrados, provocados por el flujo de fluidos incompresibles. El primer capítulo trata, a modo de introducción, las ecuaciones generales que gobiernan el movimiento, tanto en un entorno diferencial (ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento) como integral (deducción del pulso de Joukowski y la celeridad de la onda de presión). Asimismo se revisan las principales condiciones de contorno utilizadas en la resolución de las ecuaciones. En el segundo capítulo se estudia el llamado modelo elástico (golpe de ariete), el más completo de los que se introducen en el primer capítulo, y su resolución mediante el método de las características y el método gráfico de Schnyder-Bergeron. El tercer capítulo se dedica a los modelos cuasi-estático y rígido (oscilación en masa), que siendo menos precisos, pueden resultar de mucha utilidad en el análisis de ciertas transitorios lentos. Por último, el cuarto capítulo se dedica a la resolución de problemas relacionados con los principios expuestos.