Mecanica de los fluidos trabajo inicial

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hidrostatica e hidrodinamica

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    1. 1. L A H I D R Ó S T A T I C A DEFINICIÓN PRINCIPIOS CONCEPTOS PREVIOS PROPIEDADES PASCAL ARQUIMEDES PRIMARIAS SECUNDARIOS DENSIDAD PESO ESPECÍFICO PRESIÓN
    2. 2. HIDROSTÁTICAHIDROSTÁTICA  La hidrostática tiene como objetivo estudiar los líquidos en reposo. El término de fluido se aplica a líquidos y gases porque ambos tienen propiedades comunes. No obstante conviene recordar que un gas puede comprimirse con facilidad, mientras un líquido es prácticamente incompresible.
    3. 3. HIDROSTÁTICAHIDROSTÁTICA
    4. 4. VISCOSIDADVISCOSIDAD Es una medida de la resistencia que opone un líquido afluir.  |
    5. 5. TENSIÓN SUPERFICIALTENSIÓN SUPERFICIAL Este fenómeno se presenta debido a la atracción entre moléculas de un líquido.
    6. 6. COHESIÓNCOHESIÓN Es la fuerza que mantiene unidas a las moléculas de una misma sustancia.
    7. 7. ADHERENCIAADHERENCIA Es la fuerza de atracción que se manifiesta entre las moléculas de dos sustancias diferentes en contacto.
    8. 8. CAPILARIDADCAPILARIDAD  Se presenta cuando existe contacto entre un líquido y una pared sólida, especialmente si son tubos muy delgados llamados capilares.
    9. 9. BIOGRAFIA DE ARQUIMEDESBIOGRAFIA DE ARQUIMEDES  Nació 287 A.C  Entre sus inventos más destacados encontramos la palanca, la polea (simple y compuesta), las catapultas y numerosos elementos destinados a la defensa.
    10. 10. PRINCIPIO DE ARQUIMEDESPRINCIPIO DE ARQUIMEDES  El principio de Arquímedes afirma :  Que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado.  Tal fuerza se conoce como EMPUJE.
    11. 11. Principio dePrincipio de ArquímedesArquímedes
    12. 12. ARQUIMEDESARQUIMEDES
    13. 13.  Los fluidos ejercen fuerzas ascensionales sobre sus objetos situados en su seno.  La naturaleza y valor de estas fuerzas quedan determinadas en el PRINCIPIO DE ARQUÍDEMES.
    14. 14. SE OBSERVA 3 CASOSSE OBSERVA 3 CASOS
    15. 15. • El cuerpo estará en equilibrio (Fuerza resultante nula) “Flotará entre las aguas” • Formula:  n equilibrio 1) PESO = EMPUJE:
    16. 16.  Que el peso sea menor que el empuje,  El cuerpo ascenderá y quedara flotando 2) PESO < EMPUJE
    17. 17. 3) PESO > EMPUJE  Que el peso sea mayor que el liquido  El cuerpo se hundirá.
    18. 18. CaracterísticasCaracterísticas
    19. 19. Blaise PascalBlaise Pascal
    20. 20.  Nacimiento: 19 de Junio de 1963  Inventó la prensa hidráulica.  Inventó la primera calculadora digital en 1642 para ayudar a su padre.  Falleció el 19 de agosto de 1662 en París, Francia. BIOGRAFIA DE PASCALBIOGRAFIA DE PASCAL:
    21. 21.  La presión ejercida por un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos de fluidos. PRINCIPIO DE PASCAL:
    22. 22. PRENSA HIDRÁULICA: • Es una máquina compleja semejante a un camión de Arquímedes • Permite amplificar la intensidad de las fuerzas.
    23. 23. Prensa HidráulicaPrensa Hidráulica
    24. 24. PISTÓN:
    25. 25. CONCEPTOS PREVIOS  Los líquidos no compresibles: poseen volumen propio  Los gases compresibles: ocupan la totalidad del volumen del recipiente que los contiene.  Un fluido fluye siempre que actúan sobre el fuerzas de distorsión.  Los líquidos y gases tienen la capacidad de fluir y adoptar la forma de los recipientes que los contiene, por ellos de denomina fluidos.
    26. 26. ESTÁTICA DE FLUIDOS EL ESTUDIO DE FLUIDOS EN EQUILIBRIO CONSTITUYE EL OBJETIVO DE LA ESTÁTICA DE FLUIDOS.
    27. 27. DENSIDAD  La densidad es la cantidad de masa por unidad de volumen.  Se denomina con la letra ρ.  En el sistema internacional se mide en kilogramos / metro cúbico.
    28. 28. PRESIÓN HIDROSTÁTICA  Presión o fuerza que el peso de un fluido en reposo puede llegar a provocar. Se trata de la presión que experimenta un elemento por el sólo hecho de estar sumergido en un líquido.  La presión hidrostática (p)  Se calcula a partir de la multiplicación de la gravedad (g), la densidad (d) del líquido y la profundidad (h).  En ecuación: p = d x g x h
    29. 29. PESO ESPECÍFICO  Se denomina peso específico de un gas o líquido al peso de la unidad de su volumen.  Tanto la temperatura como la presión influyen en el peso específico.  El valor del peso específico, normalmente en Kg/m3 o en gr/cm3.
    30. 30. PRESIÓN  La presión se define como fuerza sobre unidad se superficie.  Símbolo: p  Es una magnitud física escalar que mide la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie.  En el Sistema Internacional la presión se mide en una unidad derivada que se denomina pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de un newton actuando uniformemente en un metro cuadrado.
    31. 31. Cálculo de laCálculo de la relación de fuerzasrelación de fuerzas  Cuando se aplica una fuerza   sobre el émbolo de menor área   se genera una presión Del mismo modo en el segundo émbolo: Se observa que el líquido está comunicado, luego por el principio de Pascal, la presión en los dos pistones es la misma, por tanto se cumple que:
    32. 32.  Esto es: y la relación de fuerzas: Luego la fuerza resultante de la prensa hidráulica es: Donde:  fuerza del émbolo menor en N, D, KgF gF = fuerza del émbolo mayor en N, D, KgF gF  = área del émbolo menor en m2 cm2 in2  = área del émbolo mayor en m2 cm2 in2
    33. 33. DENSIDAD ABSOLUTA (p)  Denominamos así a aquella magnitud física de tipo escalar, que nos indica la masa de un cuerpo contenido en cada unidad de volumen. p=m/v Unidad SI: (p)= kg/m3
    34. 34. Ejemplo
    35. 35. PESO ESPECIFICO ABSOLUTO  Designamos con este nombre a aquellas magnitud física escalar, que nos indica el peso de un cuerpo en cada unidad de volumen.  r=p/v  Unidades S.I: ( r ) =N/m3
    36. 36. EJEMPLO
    37. 37. PRESIÓN (p)  Cuando un cuerpo interactua por contacto contra otro, lo hace mediante una fuerza aplicada siempre sobre una superficie determina.
    38. 38. ENTALPÍA  Es una magnitud termodinámica.  Simbolizada con “H” mayúscula, cuya variación expresa la cantidad de energía que un sistema puede intercambiar con su entorno.  H = U + PV
    39. 39. ENTROPÍA  Es una magnitud física que permite determinar la parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo.  Simboliza con S.  Fórmula:  Es la cantidad de calor absorbida en el proceso.  Es la temperatura absoluta.
    40. 40. HIDRODINAMICA 2015
    41. 41. La hidrodinámica estudia los fluidos en movimiento. Podemos decir que los fluidos es todo cuerpo que pueda desplazarse fácilmente , incluyendo tanto líquidos como a gases
    42. 42. DANIEL BERNOULLI • Científico holandés que descubrió los principios básicos del comportamiento de los fluidos . • Era hijo de jean Bernoulli y sobrino de Jackes Bernoulli , dos investigadores que hicieron aportaciones importantes al primitivo desarrollo del calculo. • Estudio el flujo de los fluidos y formulo el teorema según el cual la presión ejercida por un fluido es inversamente proporcional a su velocidad de flujo.
    43. 43. caudal Es el volumen de un liquido que fluye por un determinado tiempo . Q= volumen tiempo Caudal
    44. 44. VISCOSIDAD Propiedad de un fluido que tiene a oponerse a su fluido cuando se le aplica una fuerza. Los fluidos de alta viscosidad presentan una cierta resistencia a fluir, los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad.
    45. 45. FLUJO DE FLUIDOS Se denomina flujo de fluidos al movimiento de fluidos. Pueden ser: Tipos de flujos de fluidos: Flujo laminar: Flujo turbulento:
    46. 46. • Flujo compresible: • Flujo estacionario: • Flujo viscoso • Flujo rotacional
    47. 47. TUBO DE CORRIENTE Es la parte de un fluido limitado por un haz de líneas de corriente. Todas las partículas que se hallan en una sección de un tubo de corriente, al desplazarse continúan moviéndose por su sección sin salirse del mismo. De igual forma ninguna partícula exterior al tubo de corriente puede ingresar al interior del tubo.
    48. 48. Tubo Venturi
    49. 49. Tubo Venturi  Para aplicar las ecuaciones de mecánica de fluidos es necesario observar las líneas de corriente
    50. 50. Tubo de Pitot
    51. 51. EJEMPLO: DE UN DEPÓSITO MUY GRANDE SALE AGUA A TRAVÉS DE UNA TUBERÍA DE 10 PULGADAS DE DIÁMETRO, LA QUE POR MEDIO DE UNA REDUCCIÓN PASA A 5 PULGADAS; DESCARGANDO LUEGO LIBREMENTE A LA ATMÓSFERA. SI EL CAUDAL A LA SALIDA ES 105 LITROS/SEGUNDO, CALCULAR: a)LA PRESIÓN EN LA SECCIÓN INICIAL DE LA TUBERÍA b)LA ALTURA DEL AGUA EN EL DEPÓSITO MEDIDA SOBRE EL EJE DE LA TUBERÍA c)LA POTENCIA HIDRÁULICA DEL CHORRO A LA SALIDA DE la tubería 1 22 SOLUCIÓN Debemos tener en cuenta que: 1 m3 = 106 cm3 =103 litros 1 pulgada=2,54 cm=0,0254 mEl caudal de salida es 0,105 m³/s Q1=Q2=Q=Av=constante
    52. 52. NUMERO DE REYNOLDS
    53. 53.  El número de Reynolds (Re) es un número adimensional utilizado en mecánica de fluidos, diseño de reactores y fenómenos de transporte para caracterizar el movimiento de un fluido. Este numero recibe su nombre en honor de Osborne Reynolds (1842-1912), quien lo describió en 1883.   El numero de Reynolds relaciona la Densidad, viscosidad y velocidad de un flujo en una expresión adimensional, que se expresa como: Donde: D = diámetro de la tubería v = velocidad del fluido ρ = densidad del fluido μ = viscosidad del fluido
    54. 54.  Además el número de Reynolds permite predecir el carácter turbulento o laminar en ciertos casos. Así por ejemplo en conductos si el número de Reynolds es menor de2000 el flujo será laminar y si es mayor de 4000 el flujo será turbulento. Flujo Laminar Flujo Turbulento
    55. 55. FLUJO TRANSICIONAL  Para valores de:  La línea del Fluido dentro de la tubería pierde estabilidad formando pequeñas ondulaciones variables en el tiempo, manteniéndose sin embargo delgada. Este régimen se denomina de transición
    56. 56. Ejemplo:
    57. 57. Mensaje:

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