Fluidos
Estática de los Fluidos
Ing. Marie Mendoza
mariejmendoza@gmail.com
iutajs.ccvil.73@gmail.com clave: ccivil73
Hidrostática
Estudia
los fluidos en estado de reposo, esto indica que la velocidad media
en cualquier punto del fluido es cero.
El
gradiente de velocidad es nulo.
dv / dy = 0
No
existen esfuerzos cortantes o tangenciales actuantes sobre el fluido.En
este caso, solo actúan los esfuerzos normales a la superficie ó
área en consideración, denominados presiones.
P = dFn / dA
Las
presiones son esfuerzos normales, generados por fuerzas que actúan
perpendicularmente sobre un área
PRESIÓN (P )
Esfuerzo normal que actúa en forma perpendicular a una área.
P = dFn / (dA) n
P = dFn / dA
Dimensiones
P = F L-2
SI; N / m2
ST ;K /m2
S inglés; Lb/pie2
PRESIÓN (P )
Hidrostática
FUERZAS ACTUANTES SOBRE LOS LÍQUIDOS EN REPOSO
•Fuerzas debidas a las presión.
•Fuerzas debidas a la gravedad.
F= V
Peso
Equilibrio estático
Presión
Hidrostática
Características de la presión.
La
presión en un punto es igual en todas las direcciones, es decir la presión
es isotrópica (Ley de Pascal)
La
presión en un fluido sólo varia en la dirección vertical.
La presión es un escalar
Hidrostática
Isotropía de Presiones: Variación de Presión en un Punto
Hidrostática
En
conclusión:
Px
= Py = Pn para dos dimensiones
Px = Py = Pz = Pn para tres dimensiones
En base a lo expuesto se concluye que la presión es isotrópica y
por lo tanto un escalar.
VARIACIONDE LA PRESION EN EL SENO DE UN FLUIDO EN REPOSO
La presión en un punto siempre será la misma no importando la dirección,
esto no implica que la misma no varié de un sitio a otro en el seno del
fluido.
Sea tres puntos diferentemente ubicados en el siguiente fluido
P1, P2, P3; No son iguales
Medición de las Presiones
Las presiones se miden de acuerdo a dos sistemas diferentes:
1.Presiones Absolutas: Estas se miden a partir del cero absoluto ó vacío
perfecto. Siempre serán positivas.
2. Presiones Relativas ó manométricas: Se miden a partir de un
datum arbitrario tomado como cero. Es usual que ese datum sea la
presión atmosférica, la cual varia con la altitud y la temperatura.
Se relacionan, de acuerdo a:
Presión Absoluta = Presión atmosférica + Presión relativa.
1PM
Presión Manométrica Positiva
2
(Datum)
PAN
Presión Atmosférica Normal
Presión Atmosférica Local
PAL
Vacío Parcial
Presión Absoluta
1 Atmósfera
760 mm Mercurio
10,3 m H2O
1 kg/cm2
V
1
Lectura
Barométrica
Local
Cero Absoluto (datum)
Presión atmosférica:
P
= 760 mmHg. Hg = 13600 Kg / m3
P
= * H → P = 13600 * 0.760 = 10.336 Kg / m2
EnAgua:
P
= * H → H = P/
H2O = 1000 Kg / m3
H
= 10.336 / 1000 = 10,336 mH2O
2
Vacío Completo
Instrumentos de medición de presión
•Piezómetros
Presiones absolutas ó relativas
•Manómetros
•Manómetros
diferenciales
Diferencias de presión
•Barómetros
Presiones atmosféricas
Estos instrumentos utilizan la ley de variación de las
presiones en columnaslíquidas
Piezómetros
Po
γ
H
Po
P
P
P = Po + γH
P = Po + γ1Z - γH
Manómetros
Manómetro Diferencial
P
P
Po
P1
P = Po + γ2h2 – γ1h3 – γh1
P = P1 + γh2 - γ1h3 – γh1
P – P1 = γ(h2 – h1) - γ1h3
Ejercicios
Las áreas del pistón A y el cilindro B son, respectivamente 40 y 4000 cm2 y B pesa
4000 kg. Los depósitos y las conducciones de conducción estánllenos de aceite de
densidad relativa 0,750. ¿Cuál es la fuerza P necesaria para mantener el equilibrio si
se desprecia el peso de A?
2
1
P1 = P2
(1)
P1 = F1 / A1 + Sr * H20 * H
P2 = F2 / A2 = W / A2
(3)
Igualando (2) y (3):
F1 / A1 + Sr * H20 * H = W / A2
(2)
F1 = [ W / A2 – Sr * H20 * H ] * A1
F1 = [ 4000 / (4000/1002) – 0.75 * 1000 * 5 ] * 40 / 1002...
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