Ejercicios Mecanica De Fluidos

Universidad Tecnológica Metropolitana

Mecánica de Fluidos - 2009

Mecánica de Fluidos
La mecánica de fluidos es la rama de las ciencias de la ingeniería que trata de las fuerzas y energías
que los fluidos generan en reposo y en movimiento
Desde el punto de vista de la mecánica de fluidos, toda la materia se encuentra en uno de los dos
estados:
Sólido : que no cambia fácilmente de formaFluido : que cambia de forma con relativa facilidad
Este concepto de fluido incluye tanto los líquidos, los cuales cambian fácilmente de forma pero no de
volumen (“fluido incompresible”), como los gases, los cuales cambian fácilmente de forma y de
volumen (“fluido compresible”)
En consecuencia se define un fluido como: “una sustancia que se deforma continuamente bajo la
acción de una fuerzacortante aplicada o esfuerzo”
Este proceso de deformación continua se denomina fluidez y, por lo tanto, un fluido es una sustancia
capaz de fluir
I.- PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS:
Caracterizan el estado o condición de un fluido, y representan de forma macroscópica la estructura
microscópica (molecular) y el movimiento
1) Densidad: ρ
Es su masa por unidad de volumen. Tiene un valor en cadapunto dentro de un continuo y puede
variar de un punto a otro. En un punto cualquiera dentro de un fluido la densidad del fluido se

δm
δV → 0 δV

ρ = lim

puede definir como:

2) Volumen específico; v : se define como
v=

1

ρ

3) Peso específico; γ : es el peso del fluido por unidad de volumen

γ = ρg , donde g es la aceleración local debida a la fuerza de gravedad
4) Densidadrelativa; S : es la relación de la densidad del fluido con la densidad de un fluido de
referencia. La ecuación que la define es:
S=

ρ
ρ ref .

(

Para los líquidos, el fluido de referencia es el agua pura a 4º C y 101.330 N m 2

)

Para los gases, la densidad de referencia es la del aire seco en condiciones normales (ISO)
Como el volumen específico, el peso específico y la densidadrelativa están directamente
relacionados con la densidad, si ésta permanece constante aquellos también lo harán

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Néstor Morales Bahamonde - Ingeniero Civil Mecánico – Mag. Cs. Ing. m/Mecánica – U .De Chile -

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5) La presión; P : es la fuerza compresiva normal por unidad de área que actúa sobre una
superficie real o imaginaria en un fluido

∆F dF
=
∆A → 0 ∆A
dA

p = lim
Luego la presión media Pm , será:

Pm =

∆F
∆A

La presión que se mide en relación con la presión atmosférica local se denomina presión
manométrica. La presión que se mide (o que se define) en relación conuna presión cero se

denomina presión absoluta. Las presiones manométrica y absoluta se relacionan de acuerdo con
la siguiente expresión:
Pabsoluta = Pmanométrica + Patmosférica −en −torno − al − manómetro

Las presiones menores que la presión atmosférica local reciben, a veces, el nombre de presiones
de vacío, por lo que:
Pvacío = Patmosférica − Pabsoluta = − Pmanométrica

6) LaTemperatura de un fluido;
Se define como una medida de la energía contenida en los movimientos moleculares del
fluido. Las relaciones entre las escalas de temperatura es la siguiente:
TRankine = TFahrenheit + 460
TKelvin = TCelsius + 273
TRankine = 1,80TKelvin

7) Energía interna; U
Es la energía contenida en los movimientos moleculares y las fuerzas intermoleculares
8) Energía internaespecífica; u :
Es la energía interna por unidad de masa
Una propiedad relacionada muy estrechamente con la energía interna es la entalpía específica
(h), que se define como:
9) Entalpía específica; h :
h=u+

p

ρ

= u + pv

La relación entre la energía interna o entalpía de un fluido y la temperatura del mismo se expresa
en función del calor específico, los cuales se definen como:

(...