Clase i periodo i 2003

MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO.

ING. Gregory Rodríguez ING. Gregory Rodríguez

Los fluidos pueden ser líquidos (agua, aceite gasolina etc.) o gases (aire, oxigeno, nitrógeno, etc.)



SISTEMAS DE MEDICION L M F T

INGLES PIE SLUG LIBRAS SEG

INTERNACIONAL METROS KG NEW SEG

TECNICO METROS UTM KGF SEG

Varios textos de mecánica de fluidos utilizan el denominado sistema internacional (SI). En Venezuela el sistema técnico es el que se usa comúnmente para la ingeniería.


Petróleo crudo Agua

Ejemplo de viscosidad

La melaza y la brea son líquidos con viscosidad alta, por otra parte el agua y el aire

tienen viscosidades muy bajas.


Los fluidos newtonianos tienen como característica principal una relación lineal entre la magnitud del esfuerzo cortante aplicado y el gradiente tangencial de velocidad.

• Ley de viscosidad de newton : Tiene su origen en la existencia de un gradiente d velocidad en un fluido.

• suponiendo un fluido entre dos placas.

• El fluido en contacto con la placa móvil tiene la misma velocidad de esta.

• El fluido en el área abcd fluye a la nueva posición ab', cd' producto de F.



a c

db´ d´b

AREA abcd AREA ab´cd´

Clasificación reologica para líquidos



Colocación de un clip sobre la superficie del agua es un ejemplo común.



Δp

vfvo

Δv

Compresibilidad es la propiedad que tienen los cuerpos de reducir su volumen bajo

la presión de fuerzas externas. De esta definición se desprende el concepto de modulo

de Elasticidad Volumétrica (E) de los líquidos y se define por el cambio de

intensidad de la presión (Δp), dividido por el cambio correspondiente de volumen (Δv)

por unidad de volumen.



Presión de vapor (pv), se define como aquella presión, para una temperatura dada,

en la cual un liquido se vaporiza.



4. Hidrostática • el objetivo de este capitulo es estudiar el comportamiento de los fluidos

incompresibles cuando ellos se encuentran en reposo es decir considerar el caso cuando dv/dy =0

• ¿ Que quiere decir que dv/dy=0 ?• ¿Que implicaciones tiene el que dv/dy=0?

b

a

b΄

c

d d΄

y

t

F

V Área

v





¿Qué sucede dentro de un fluido en reposo?

Solo actúan dos fuerzas: la presión y la gravedad.

Estas dos fuerzas deben estar en equilibrio estático, por lo que no

existen velocidades y aceleraciones.

Al no existir esfuerzos cortantes en una masa fluida en reposo, las

fuerzas son necesariamente perpendiculares a las superficies sobre

las cuales se ejercen.

Esas fuerzas serán iguales a la intensidad de presión, o simplemente

presión, multiplicada por el área respectiva.



Diagrama de cuerpo libre de una partícula diminuta (infinitesimal), en forma

de cuña según los ejes x , y e z para aceleración nula.

x

y

z

Ay

Ax

AsPxAy

PyAx

PsAs

c.g

x

y β



Conclusiones

La presión en un punto es igual en cualquier dirección siempre que no existan

esfuerzos cortantes

La igualdad de la presión en todos los sentidos, para un punto cualquiera

dentro de un fluido en reposo (fluido ideal), es lo que se conoce como

isotropía de la presión



Variación de la presión con la elevación

Variación de la presión con la elevación, aunque la presión en punto es la misma cualquiera sea su dirección, esto no significa que sea la misma en todos los puntos, sino que, por lo contrario, varia.

pxΔz

pzΔx

c.g

Δpe=ϒΔxΔz

A B

C DZ

XEl equilibrio de fuerzas según los ejes x y z respectivamente será:





Conclusiones.

•Solo es aplicable la ecuación fundamental de la hidrostática para fluidos

incompresibles, de no se compresible la ecuación no es aplicable.

•La presión de una masa de fluido en reposo es constante a lo largo de un plano

horizontal.

•La variación de la presión es directamente proporcional a la profundidad.



Principio de pascal.•Toda la presión aplicada en un fluido se transmitirá en la masa del fluido conservando su magnitud

Escalas de medición para la presión.Las presiones se miden normalmente de acuerdo con dos sistemas diferentes:Presiones absolutas, las cuales tienen su base en el cero absoluto, es decir, a partir del vacío perfecto.Presiones relativas, también llamadas manométricas, que se miden a partir de un datum arbitrario tomando como cero. Es común que ese datum sea la presión atmosférica, la cual varia con la altitud y la temperatura.



Instrumentos para medir la presión.

Manómetros, los manómetros son aparatos que emplean columnas de liquido para determinar diferencias de presión.

Barómetro de Mercurio o Manómetro de liquido

Este dispositivo sirve para medir la presión atmosférica loca o presión barométrica.



Manómetros simples

• (a) mide la presión de un liquido cuando este se encuentra por encima del cero manométrico.

• (b) mide presiones pequeñas negativas o presiones manométricas positivas en un liquido.

• (c) mide presiones negativas grandes o presiones manométricas positivas se emplea un segundo liquido de densidad relativa mayor.



Procedimiento general para resolver problemas de manometría1. Preferiblemente se debe comenzar en un extremo y allí se escribe la Presión en dicho punto delsistema.2. Luego se debe sumar o restar a este primer termino el cambio de presión, aplicando la ecuaciónfundamental de la Hidrostática, desde un menisco al siguiente ( +) si el siguiente menisco estamas abajo y negativo si esta mas arriba.3. Se continua así hasta llegar al otro extremo del manómetro o a otro menisco de llegada.4. Finalmente, se iguala la ecuación a la Presión en ese ultimo punto del sistema.





h=2m El fluido es agua

1. ¿Cuál es la presión a 1m y a 10m de profundidad desde la superficie del

mar?. Suponga que densidad el mar=1,03E+3 Kg/m3 como densidad del agua de mar

y que la presión atmosférica en la superficie del mar es de 1,01X10+5Pa. Suponga

además que a este nivel de precisión la densidad no varía con la profundidad.



2. En el tubo en U de la figura, se ha llenado la rama de la derecha con

mercurio y la de la izquierda con un líquido de densidad desconocida. Los

niveles

definitivos son los indicados en el esquema. Hallar la densidad del líquido

desconocido.



BIBLIOGRAFIA

•Mecánica elemental de los fluidos. Autor: Juan José Bolinaga

•Hidráulica General Vol 1. Autor: G. Sotelo

•Mecanica de Fluidos y Maquinas Hidraulicas. Autor: Claudio Mataix

•Clases mec. Fluidos 2007 UNEFM. Autor: Profesor Luis Sánchez

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