propiedades de los fluidos

2. Reología y flujo de fluidos

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2.2

Propiedades de los fluidos

Las propiedades de un fluido son las que definen el comportamiento y características del mismo tanto en reposo como en movimiento. Existen propiedades
primarias y propiedades secundarias del fluido.

Propiedades primarias
Propiedades primarias o termodinámicas:
a) Presión
b) Densidad
c) Temperatura
d) Energíainterna
e) Entalpía
f) Entropía
g) Calores específicos
h) Viscosidad

Propiedades secundarias
Caracterizan el comportamiento específico de los fluidos.
a) Viscosidad
b) Conductividad térmica
c) Tensión superficial
d) Compresión

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Flujo de Fluidos

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Presión
La presión P ejercida por un fluido sobre una superficie está definidacomo
la fuerza normal ejercida por el fluido por unidad de área de la superficie. Si la
fuerza se mide en N y el área en m2 , la unidad es entonces el newton por metro
cuadrado o Pascal, cuyo símbolo es P a, y es la unidad básica de presión del S.I.
En el sistema inglés de ingeniería, la unidad más común es la libra fuerza por
pulgada cuadrada (psi).
Unidades de Presión
1 Pa = 1 N · m−2
1atm = 101325 N · m−2
1 bar = 100000 N · m−2
1 Torr = 1mm Hg
1 atm = 760 Torr
1 psi = 6894.76 N · m−2

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Flujo de Fluidos

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Densidad

La densidad ρ es el recíproco del volumen específico y se refiere a a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen. Su unidad en el Sistema
Internacional es el kilogramo por metro cúbico(kg/m3 ), aunque frecuentemente
se expresa en g/cm3 . La densidad es una magnitud intensiva
ρ=

m
,
V

donde ρ es la densidad, m es la masa y V es el volumen del determinado cuerpo.
Para los líquidos y los sólidos, la densidad de referencia habitual es la del agua
líquida a la presión de 1 atm y la temperatura de 4◦ C. En esas condiciones, la
densidad absoluta del agua destilada es de1000 kg/m3 , es decir, 1 kg/L.
Para los gases, la densidad de referencia habitual es la del aire a la presión de
1 atm y la temperatura de 0◦ C.
La densidad relativa de una sustancia es la relación existente entre su densidad
y la de otra sustancia de referencia; en consecuencia, es una magnitud adimensional
ρr =

ρ
,
ρ0

donde ρr es la densidad relativa, ρ es la densidad de lasustancia, y ρ0 es la
densidad de referencia o absoluta.
Equivalencias:
g/mL = 1000 kg/m3
kg/m3 = 1 kg/m3
kg/L = 1000 kg/m3
oz/ft3 = 1.001153961 kg/m3
oz/in3 = 1.729994044×103 kg/m3
lbm/ft3 = 16.01846337 kg/m3
lbm/in3 = 2.767990471×104 kg/m3
slug/ft3 = 515.3788184 kg/m3

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Flujo de Fluidos

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Temperatura
En general, lo común esmedir la temperatura con termómetros de vidrio llenos
de líquido, en los que el líquido se expande cuando se calienta. Así es como un
tubo uniforme, lleno parcialmente con mercurio, alcohol o algún otro fluido, puede
indicar el grado de calentamiento por la longitud de la columna de fluido. Sin
embargo, la asignación de valores numéricos al grado de calentamiento se hace
mediante una definiciónarbitraria.
Para la escala Celsius, el punto del hielo fundente (punto de congelación del
agua saturada con aire a presión atmosférica estándar) es cero, y el punto de
vapor (punto de ebullición del agua pura a presión atmosférica estándar) es 100.
Al termómetro se le puede dar una escala numérica sumergiéndolo en un baño de
hielo y poniendo una marca para el cero en el nivel donde seencuentra el fluido, y
después colocándolo en agua hirviendo y haciendo una marca para el 1OO a este
mayor nivel del fluido. La distancia entre las dos marcas se divide en 100 espacios
iguales denominados grados. Pueden marcarse otros espacios de igual tamaño por
debajo de cero y por encima de 100 para extender el rango del termómetro.
Todos los termómetros, sin importar el fluido, proporcionan la...