apuntes de analisis de fluidos 2

SEP
SNEST
DGEST
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA

ANÁLISIS DE FLUIDOS
Apuntes del curso
Ingeniería mecatrónica
P R E S E N T A:
Martínez García Irving Sergio
NO. CONTROL:
11280860

Metepec, Estado de México, a 27 de mayo de 2015





Unidad 1 FUNDAMENTOS DE MECÁNICA DE MATERIALES
CONCEPTOS BÁSICOS
Mecánica de Fluidos
31407101238885La mecánica de fluidos es la rama de lamecánica de medios continuos, rama de la física a su vez, que estudia el movimiento de los fluidos (gases y líquidos) así como las fuerzas que lo provocan. La característica fundamental que define a los fluidos es su incapacidad para resistir esfuerzos cortantes (lo que provoca que carezcan de forma definida). También estudia las interacciones entre el fluido y el contorno que lo limita.
Fluido:no tiene forma propia, se adapta al recipiente tienen resistencia a la velocidad de deformación.
Líquidos: conservan el volumen (“incompresibles”) presentan una superficie libre.
Gases: no tiene volumen, ocupan todo el recipiente.
Peso, W: (masa*gravedad) [Newton = kg m/s2]
Densidad, ρ: (masa / volumen) [kg/m3]
Densidad relativa, ρR:
Peso específico, γ: (peso/volumen) [N/m3]
La Fuerzaes una magnitud vectorial, y cuando se aplica a un cuerpo, se puede descomponer en una componente perpendicular y otra normal al cuerpo.
•Componente normal(perpendicular)
•Componente cortante(tangencial)
Esfuerzo cortante, , es la fuerza tangencial dividida entre el área, (Nw/m2)
393763517780Tipos de Presión:
371856062230•Atmosférica;patm(nivel del mar y 0ºC) = 1,013 bar
•Absoluta; pabs(>0)
•Relativa; prel (si <0 P de vacío)
Medida de la Presión:
3973830635019056350•Manómetos: P relativas positivas
•Vacuómetro: P relativas negativas
233045241300
Presión, Pascal: (F / Superficie) [N/m2]
1905153670
•En el interior se transmite igual en todas las direcciones
•Se ejerce perpendicularmente a las superficies que lo contienen
4537710461645Ejemplo ilustrativo 1:-180975184150
Ejemplo ilustrativo 2:

Ejemplo ilustrativo 3:

Ejemplo ilustrativo 4:

Ejemplo ilustrativo 5:

CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS
Fluido ideal
Llamamos fluido ideal a aquel que fluye sin dificultad alguna, aquel cuya viscosidad vale cero. Tal fluido no existe pero en ciertas circunstancias -en las que resulta una razonable aproximación a la realidad- se pueden aplicar algunasde sus propiedades y leyes de movimiento a los fluidos de verdad. Por eso las estudiamos.
Definamos con más precisión algunas de sus propiedades:
Viscosidad cero (ya lo dije)
Son incompresibles (su densidad es constante)
El flujo es laminar (más adelante ahondaremos este concepto, pero lo que aquí importa es que se desplaza ordenadamente sin hacer remolinos, ni reflujos, ni tonterías)
Lavelocidad de todas las moléculas del fluido en una sección transversal de tubería es la misma.
Fluido newtoniano
Un fluido newtoniano es un fluido cuya viscosidad puede considerarse constante en el tiempo. Los fluidos newtonianos son uno de los fluidos más sencillos de describir. La curva que muestra la relación entre el esfuerzo o cizalla contra su velocidad de deformación es lineal. El mejorejemplo de este tipo de fluidos es el agua en contraposición al pegamento, la miel o los geles y sangre que son ejemplos de fluido no newtoniano.
Un buen número de fluidos comunes se comportan como fluidos newtonianos bajo condiciones normales de presión y temperatura: el aire, el agua, la gasolina, el vino y algunos aceites minerales.
Ecuación constitutiva
Matemáticamente, el rozamiento en un flujounidimensional de un fluido newtoniano se puede representar por la relación:

Dónde:
Es la tensión tangencial ejercida en un punto del fluido o sobre una superficie sólida en contacto con el mismo, tiene unidades de tensión o presión ([Pa]).
Es la viscosidad del fluido, y para un fluido newtoniano depende sólo de la temperatura, puede medirse en [Pa·s] o [kp·s/cm2].
Es el gradiente de...