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Generalidades Fluidos
 

Generalidades Fluidos

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catedras: fisica

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facultad de farmacia y bioquimica (uba)

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    Generalidades Fluidos Generalidades Fluidos Presentation Transcript

    • Módulo II Clase introductoria
      • SÓLIDOS
      • LÍQUIDOS
      • GASES
      ESTADOS DE LA MATERIA FLUIDOS: ¿POR QUÉ?
      • SÓLIDOS:
      • forma y volumen propios
      • ante la aplicación de una fuerza externa:
        • se mueven
        • se deforman
      • FLUIDOS:
      • forma del recipiente que los contiene
      • ante la aplicación de una presión externa:
        • se mueve  FLUYE
        • su superficie puede deformarse
      según cómo se aplica según cómo se aplica
    • CONSTANTE FÍSICA
      • propiedad física cuantificable en condiciones experimentales bien definidas.
      A su vez, pueden seguir una función con respecto a alguna variable experimental (P, T, etc) densidad viscosidad tensión superficial índice de refracción punto de fusión
    • Trabajos prácticos de Módulo II DENSIDAD VISCOSIDAD MÉTODOS PARA DETERMINAR LAS CONSTANTES TENSIÓN SUPERFICIAL
    • Métodos para medir DENSIDAD LÍQUIDO SÓLIDO BMW PICNOMETRÍA AREOMETRÍA Fundamentos-procedimientos-expresión de resultados
    • MÉTODOS PARA DETERMINAR el coeficiente de TENSIÓN SUPERFICIAL Tensiómetro de Lecompte Du Nöuy Estalagmometría Fundamentos-procedimientos-expresión de resultados
    • MÉTODOS PARA DETERMINAR el coeficiente de VISCOSIDAD VISCOSIMETRO CAPILAR METODO de STOKES Fundamentos-procedimientos-expresión de resultados
    • REPASO MECÁNICA DE FLUIDOS
    •  
    • HIDROSTÁTICA
    • PRESIÓN P = F cos α / A Unidades : [ P ] = N / m 2 (pascal) [ P ] = dyn / cm 2 (baria) A F α
    • PRESIÓN = A F  45º ¿CUÁNTO VALE EN CADA CASO? F F F
    • VARIACIÓN de la PRESIÓN con la ALTURA P = P 0 +  h Presión a una profundidad h
    • PRESIÓN HIDROSTÁTICA ¿CUÁNTO VALE LA PRESIÓN EN EL FONDO EN CADA CASO? P = h *  1 m 10 cm 1 m 1 m 1 m 10 cm 2 m
    • PRINCIPIO de PASCAL
    •  
    • Presión atmosférica: es la que ejerce la atmósfera o aire sobre la Tierra es el peso de la masa de aire por unidad de superficie
    • Experiencia de Torricelli ¿Por qué el mercurio no descendió más?
    • Presión atmosférica normal:
      • es equivalente a la ejercida por una columna de mercurio de
              • 76 cm de altura
              • a 0ºC y
              • a nivel del mar
              • a 45 º de latitud ( eso implica g “normal ”)
      • P atm =  Hg h Hg = 13,6 g/cm 3 . 980 cm/s 2 . 76cm =
      • = 1,01293 10 6 dina/cm 2 = 101.293 N/m 2 = 101.293 Pa = 1 atm
    • P atm Vacìo Vacio Manómetro de tubo abierto P=P atm +  .  h Manómetro de tubo cerrado P=  .  h Barómetro de Fortín P atm =  .h Presión P Presión P h h h Referencia Escala MEDICIÓN DE PRESIÓN
      • La presión atmosférica ha sido determinada en más de un kilo por centímetro cuadrado de superficie pero, sin embargo, no lo notarnos (motivo por el cual, por miles de años, los hombres consideraron al aire sin peso).
      • ¿Cómo es que los animales y las personas que están en la Tierra pueden soportar tamaña presión?
      • El aire ejerce su presión en todas direcciones (como todos los fluidos y los gases), pero los líquidos internos de todos esos seres ejercen una presión que equilibra la presión exterior
    • HIDRODINÁMICA
    •  
    •  
    • DEFINICIONES ES LA TRAYECTORIA DE UNA PARTICULA QUE SE MUEVE CON REGIMEN ESTABLE E IRROTACIONAL. ES PARALELA A LA VELOCIDAD EN CADA PUNTO REGION DEL FLUIDO LIMITADO POR LINEAS DE CORRIENTE TUBO DEL FLUJO LINEAS DE CORRIENTES
    • ECUACIÓN DE CONTINUIDAD POR LA LEY DE CONSERVACION DE LAS MASAS: S 1 S 2  1 =  2 si el fluido es incompresible  1 .S 1 =  2 .S 2 Q = S .  = cte. dm 1 dm 2 dt dt = dr. S 1 .  1 dr. S 2 .  2 dt dt =
    • FLUIDOS IDEALES
    • Ecuación de Bernoulli
    • Analicemos la energía en las situaciones 1 y 2
    • P 1 -
    • TEOREMA DE BERNOULLI SE BASA EN LA LEY DE CONSERVACION DE LA ENERGIA APLICADA A FUIDOS CADA TERMINO DE LA ECUACION REPRESENTAN UNA FORMA DE ENERGÍA DEL FLUIDO EXPRESADA POR UNIDAD DE VOLUMEN ENERGÍA ACUMULADA COMO PRESIÓN ENERGÍA CINÉTICA ENERGÍA POTENCIAL GRAVITATORIA ENERGÍA TOTAL DEL SISTEMA
    •  
    •  
    • FLUIDOS REALES
    • VISCOSIDAD RESISTENCIA INTERNA A FLUIR TENSIÓN CORTANTE FUERZA DE FRICCION INTERNO MOVIMIENTO DE CAPAS O FLUJO LAMINAR Planos paralelos
    • FLUIDOS NEWTONIANOS LA VISCOSIDAD DEPENDE DEL GRADIENTE DE LA VELOCIDAD FLUIDOS NO NEWTONIANOS  = COEFICIENTE DE VISCOSIDAD ABSOLUTO
    • PARÁMETROS QUE INFLUYEN EN LA VISCOSIDAD Tipos de líquidos Temperatura Presión Gradiente de Velocidad Tiempo de cizallamiento Tipos de líquidos Temperatura Presión FLUIDOS NO NEWTONIANOS FLUIDOS NEWTONIANOS
    • PUES HAY PÉRDIDA DE ENERGÍA POR FRICCIÓN P 1 + ½.  .  1 2 +  .h 1 = P 2 + ½.  .  2 2 +  .h 2 + W FR / Vol P 1 + ½.  .  1 2 +  .h 1 > P 2 + ½.  .  2 2 +  .h 2 FLUIDO VISCOSO NO SE CONSERVA LA ENERGÍA MECÁNICA
    • FLUIDO VISCOSO ¿Qué término de la Ecuación de Bernoulli disminuye en el punto 2 respecto del punto 1: ¿POR QUÉ? a) ½ .  .  2 b) h.  c) P 1 2
    • FLUIDOS REALES: PÉRDIDA de CARGA Fluido ideal Fluido viscoso (real)
    • LEY DE POISEUILLE FUERZAS POR PRESIÓN FUERZAS DE ROZAMIENTO EN UN TUBO POR EL QUE CIRCULA UN LÍQUIDO VISCOSO A VELOCIDAD CONSTANTE ACTUAN: F P = (P 1 -P 2 ).S RESOLVIENDO LA ECUACIÓN DIFERENCIAL Y TENIENDO EN CUENTA LA ECUACIÓN DE CONTINUIDAD F F = -  .A. d  dr (P 1 -P 2 ).S = -  .A. d  dr  P.  .r 4 8.l.  Q=
    • VELOCIDAD CRITICA NÚMERO DE REYNOLDS ES LA VELOCIAD A PARTIR DE LA CUAL EL REGIMEN DEJA DE SER LAMINAR Y PARA A SER TURBULENTO ES UN NÚMERO ADIMENSIONAL QUE INDICA SI EL REGIMEN ES LAMINAR O TURBULENTO R=  .D.   V C =2000.   .D
    • > 3000 V > V C TURBULENTO 2000 – 3000 V ~ V C INESTABLE < 2000 V < V C LAMINAR REYNOLDS VELOCIDAD REGIMEN
    • TEOREMA DE BERNOULLI SE BASABA EN LA LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA APLICADA A FUIDOS IDEALES ENERGÍA ACUMULADA COMO PRESIÓN PARA FLUIDOS REALES AGREGAMOS AHORA ELTÉRMINO QUE REPRESENTA LA ENERGÍA DEL FLUIDO PÉRDIDA POR ROZAMIENTO EXPRESADA POR UNIDAD DE VOLUMEN ENERGÍA CINÉTICA ENERGÍA POTENCIAL GRAVITATORIA ENERGÍA TOTAL DEL SISTEMA P 2 + ½.  .  2 2 +  .h 2 + WF R /Vol E
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