Mecanica De Fluidos

APUNTE DE LA ASIGNATURA
MECÁNICA DE FLUIDOS 1

Elaborado por: Rodrigo Parra Bruna.

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TABLA DE MATERIAS
CONTENIDO CAPÍTULO 1: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS 1.1 Introducción 1.2 Sistemas de unidades 1.3 Definición de fluido 1.4 Densidad absoluta y relativa 1.5 Peso específico y volumen específico 1.6 Viscosidad 1.7 Tensión superficial Problemas propuestosCAPÍTULO 2: ESTÁTICA DE LOS FLUIDOS 2.1 Presión: definición y propiedades 2.2 Unidades de presión 2.3 Presión atmosférica 2.4 Presión absoluta y relativa 2.5 Ecuación fundamental de la hidrostática 2.6 Manómetros de líquidos 2.7 Presión hidrostática en superficies planas sumergidas Problemas propuestos Página

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PÁGINA 2CAPÍTULO 1 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

1.1 INTRODUCCION La Mecánica de Fluidos es la parte de la mecánica que estudia las leyes del comportamiento de los fluidos en equilibrio, hidrostática, y en movimiento, hidrodinámica. Los fluidos desempeñan un interés excepcional en la técnica y en primer lugar el agua y el aire: sin el estudio del primero no se puede dar un paso en la oceanografía, ingenieríanaval, canalizaciones y conducciones hidráulicas, estaciones de bombeo y otras; sin el estudio del segundo es imposible la aeronáutica, meteorología, refrigeración y aire acondicionado, control y transmisión neumática, aire comprimido y otros. Otros fluidos importantes son los combustibles (motores térmicos), los lubricantes (rendimiento mecánico de las máquinas) y los refrigerantes. A continuaciónse describen algunas aplicaciones específicas de la mecánica de fluidos: - Máquinas de fluidos: En las máquinas llamadas motoras se transforma la energía mecánica en el eje, para producir, por ejemplo, mediante un generador acoplado, energía eléctrica. Así, en una central hidroeléctrica, una turbina hidráulica transforma la energía potencial del agua en energía eléctrica, y en una central térmicauna turbina de vapor, transforma la energía del vapor producido en una caldera por la combustión de otro fluido (gas natural o diesel) en energía eléctrica. Por otra parte, las máquinas generadoras absorben energía mecánica e incrementan la energía del fluido. A este grupo pertenecen las bombas centrífugas, ventiladores y compresores. - Redes de distribución: La llegada de los fluidos a lospuntos de consumo (agua y gas natural, a las viviendas; combustibles, a las estaciones de servicio y aire comprimido en talleres y fábricas) se hace por complicadas redes de distribución (redes de agua, oleoductos y gaseoductos), que presentan múltiples problemas, en cuanto a la selección de diámetros de tuberías y distribuciones de presiones y caudales, que tiene que resolver la mecánica de fluidos. -Regulación de las máquinas: La regulación hidráulica o electrohidráulica de las turbinas hidráulicas y de vapor en las centrales hidroeléctricas y térmicas, y en general, la regulación de múltiples procesos industriales es otro campo muy relacionado con la mecánica de fluidos.

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Transmisiones y controles hidráulicos y neumáticos: La hidráulica y laneumática industrial, son ramas de la mecánica de fluidos que se ocupan del diseño y funcionamiento de los sistemas hidráulicos y servomotores, que el automatismo utiliza junto con los controles electrónicos. La automatización de las máquinas herramientas, de cadenas de máquinas y de fábricas enteras emplea múltiples válvulas de diferentes clases, cilindros, motores, filtros y otros, de aceite y aire,así como sistemas completos, cuyo diseño, estabilidad y control constituyen hoy una aplicación muy importante de la mecánica de fluidos.

La mecánica de fluidos moderna nace con Prandtl, que en las primeras décadas del siglo pasado elaboró la síntesis entre la hidráulica práctica y la hidrodinámica teórica. Cinco matemáticos geniales del siglo XVIII; Bernoulli, Clairaut, D’Alembert,...