Clase i periodo i 2003

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Clase i periodo i 2003

  1. 1. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez <ul><li>Los fluidos pueden ser líquidos (agua, aceite gasolina etc.) o gases (aire, oxigeno, nitrógeno, etc.) </li></ul>
  2. 2. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez
  3. 3. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez
  4. 4. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez 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. SISTEMAS DE MEDICION L M F T INGLES PIE SLUG LIBRAS SEG INTERNACIONAL METROS KG NEW SEG TECNICO METROS UTM KGF SEG
  5. 5. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez
  6. 6. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez
  7. 7. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. 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. ING. Gregory Rodríguez
  8. 8. Los fluidos newtonianos tienen como característica principal una relación lineal entre la magnitud del esfuerzo cortante aplicado y el gradiente tangencial de velocidad. <ul><li>Ley de viscosidad de newton : Tiene su origen en la existencia de un gradiente d velocidad en un fluido. </li></ul><ul><li>suponiendo un fluido entre dos placas. </li></ul><ul><li>El fluido en contacto con la placa móvil tiene la misma velocidad de esta. </li></ul><ul><li>El fluido en el área abcd fluye a la nueva posición ab', cd' producto de F. </li></ul>MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez a c d b ´ d ´ b AREA abcd AREA ab ´ cd ´
  9. 9. Clasificación reologica para líquidos MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez
  10. 10. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez
  11. 11. Colocación de un clip sobre la superficie del agua es un ejemplo común. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez
  12. 12. <ul><li>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 ( Δ p), dividido por el cambio correspondiente de volumen ( Δ v) por unidad de volumen. </li></ul>MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez Δ p v f v o Δ v
  13. 13. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez
  14. 14. <ul><li>Presión de vapor ( pv ), se define como aquella presión, para una temperatura dada, en la cual un liquido se vaporiza. </li></ul>MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez
  15. 15. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez
  16. 16. <ul><li>Hidrostática </li></ul><ul><li>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 </li></ul><ul><li>¿ Que quiere decir que dv/dy=0 ? </li></ul><ul><li>¿Que implicaciones tiene el que dv/dy=0? </li></ul>MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez b a b ΄ c d d ΄ y t F V Área v
  17. 17. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez <ul><li>¿Qué sucede dentro de un fluido en reposo? </li></ul><ul><li>Solo actúan dos fuerzas : la presión y la gravedad . </li></ul><ul><li>Estas dos fuerzas deben estar en equilibrio estático , por lo que no existen velocidades y aceleraciones . </li></ul><ul><li>Al no existir esfuerzos cortantes en una masa fluida en reposo, las fuerzas son necesariamente perpendiculares a las superficies sobre las cuales se ejercen. </li></ul><ul><li>Esas fuerzas serán iguales a la intensidad de presión, o simplemente presión, multiplicada por el área respectiva. </li></ul>
  18. 18. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez <ul><li>Diagrama de cuerpo libre de una partícula diminuta (infinitesimal), en forma de cuña según los ejes x , y e z para aceleración nula. </li></ul>x y z Ay Ax As PxAy PyAx PsAs c.g x y β
  19. 19. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez <ul><li>Conclusiones </li></ul><ul><li>La presión en un punto es igual en cualquier dirección siempre que no existan esfuerzos cortantes </li></ul><ul><li>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 </li></ul>
  20. 20. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez Variación de la presión con la elevación
  21. 21. 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. El equilibrio de fuerzas según los ejes x y z respectivamente será: MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez px Δ z pz Δ x c.g Δ pe= ϒΔ x Δ z A B C D Z X
  22. 22. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez
  23. 23. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez <ul><li>Conclusiones. </li></ul><ul><li>Solo es aplicable la ecuación fundamental de la hidrostática para fluidos incompresibles, de no se compresible la ecuación no es aplicable. </li></ul><ul><li>La presión de una masa de fluido en reposo es constante a lo largo de un plano horizontal. </li></ul><ul><li>La variación de la presión es directamente proporcional a la profundidad. </li></ul>
  24. 24. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez <ul><li>Principio de pascal. </li></ul><ul><li>Toda la presión aplicada en un fluido se transmitirá en la masa del fluido conservando su magnitud </li></ul>
  25. 25. 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. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez
  26. 26. <ul><li>Instrumentos para medir la presión. </li></ul><ul><li>Manómetros, los manómetros son aparatos que emplean columnas de liquido para determinar diferencias de presión. </li></ul>Este dispositivo sirve para medir la presión atmosférica loca o presión barométrica. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez Barómetro de Mercurio o Manómetro de liquido
  27. 27. Manómetros simples <ul><li>(a) mide la presión de un liquido cuando este se encuentra por encima del cero manométrico. </li></ul><ul><li>(b) mide presiones pequeñas negativas o presiones manométricas positivas en un liquido. </li></ul><ul><li>(c) mide presiones negativas grandes o presiones manométricas positivas se emplea un segundo liquido de densidad relativa mayor. </li></ul>MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez
  28. 28. Procedimiento general para resolver problemas de manometría 1. Preferiblemente se debe comenzar en un extremo y allí se escribe la Presión en dicho punto del sistema. 2. Luego se debe sumar o restar a este primer termino el cambio de presión, aplicando la ecuación fundamental de la Hidrostática, desde un menisco al siguiente ( +) si el siguiente menisco esta mas 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. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez
  29. 29. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez h=2m El fluido es agua
  30. 30. 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. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez 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.
  31. 31. MECANICA DE FLUIDOS I PERIODO. ING. Gregory Rodríguez <ul><li>BIBLIOGRAFIA </li></ul><ul><li>Mecánica elemental de los fluidos. Autor: Juan José Bolinaga </li></ul><ul><li>Hidráulica General Vol 1. Autor: G. Sotelo </li></ul><ul><li>Mecanica de Fluidos y Maquinas Hidraulicas. Autor: Claudio Mataix </li></ul><ul><li>Clases mec. Fluidos 2007 UNEFM. Autor: Profesor Luis Sánchez </li></ul>

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