estatica de fluidos

Mecánica
de
Fluidos
y
Máquinas
Hidráulicas

Tema
02.
Está-ca
de
Fluidos


Severiano
F.
Pérez
Remesal

Carlos
Renedo
Estébanez

DPTO.
DE
INGENIERÍA
ELÉCTRICA
Y
ENERGÉTICA

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3.0


T2.- ESTATICA DE FLUIDOS
1.- Presión
2.- Fuerza ejercida sobre una superficie plana
3.- Fuerza ejercida sobre una superficie curva
4.- Fuerzassobre cuerpos sumergidos (Principio de Arquímedes)
5.- Flotabilidad y estabilidad
6.- Traslación y rotación de masas líquidas

1.- Presión (I)
Presión, Pascal: (F / Superficie) [ Pa = Nw/m2 ]
•  En el interior de un fluido se transmite igual en todas las direcciones
•  Se ejerce perpendicularmente a las superficies que lo contienen

Tipos de Presión:
•  Atmosférica; patm (nivel del mar y0ºC) = 1,013 bar
•  Absoluta; pabs (>0)
•  Relativa; prel (si Altura de agua equivalente

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T2.- ESTATICA DE FLUIDOS
5.- Esfuerzos sobre pared plana sumergida
Determinar esfuerzo sobre la pared ABC de
1.2m de ancha

Tomando momentos respecto de A calcularemos el punto de aplicación de la resultante

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T2.- ESTATICA DE FLUIDOS

5.- Esfuerzos sobre pared curva sumergida (I)
AB:intersección de superficie alabeada cortada por un plano x-z. Sobre cada elemento de esta superficie dw actúa
una fuerza normal dF.

(proyección de dw sobre plano y-z)

Mecánica de fluidos; P. Fernández
Diez, http://libros.redsauce.net/

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T2.- ESTATICA DE FLUIDOS

5.- Esfuerzos sobre pared curva sumergida (II)
Para determinar el punto de aplicación de H tomamos momentos respectoa x-x

(T Steiner)

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T2.- ESTATICA DE FLUIDOS

5.- Esfuerzos sobre pared curva sumergida (III)
Para calcular el esfuerzo vertical V tenemos:

Componente vertical igual al peso del líquido comprendido entre las verticales que pasan por los extremos
de la curva y la superficie libre del líquido
El punto de aplicación de V se determina tomando momentos

Coordenada x del cdg delvolumen comprendido
entre las verticales que pasan por los extremos
de la curva y la superficie libre del líquido

Mecánica de fluidos; P. Fernández
Diez, http://libros.redsauce.net/

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T2.- ESTATICA DE FLUIDOS

5.- Esfuerzos sobre pared curva sumergida (IV): Corolario
Si se supone una superficie cerrada sumergida en un fluido tal como la de la figura tenemos:

Mecánica de fluidos;P. Fernández
Diez, http://libros.redsauce.net/

Componentes horizontales

Componentes verticales

Principio de Arquímedes
El empuje hacia arriba que experimenta un cuerpo sumergido es igual al peso del volumen de líquido que desaloja

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T2.- ESTATICA DE FLUIDOS
5.- Esfuerzos sobre pared curva sumergida (V)
El cilindro pesa 2500 kg y tiene una longitud de1,5 m. Determinar:Reacciones en A y B

La reacción en B será la suma algebraica del peso del cilindro
y la componente vertical neta debida a la acción del líquido

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T2.- ESTATICA DE FLUIDOS

5.- Estabilidad y flotación (I)
Definiciones
• Equilibrio estable: el c.d.p. (centro de carena) está por encima del c.d.g.
• Equilibrio inestable: el c.d.p. (centro de carena) está por debajo del c.d.g.
• Equilibrioindiferente: el c.d.p. (centro de carena) coincide con el c.d.g.
• Metacentro (M): punto intersección del centro de carena con el eje de simetría del flotador.
Si M está por encima del c.d.g. aparece un par de fuerzas equilibradoras.
Si M está por debajo del c.d.g. aparece un par de fuerzas desequilibradoras.

G
M

M
G
Mecánica de fluidos; P. Fernández
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T2.- ESTATICA DE FLUIDOS

5.- Estabilidad y flotación (II)
Cálculo de la distancia entre el metacentro y el cdg de un flotador
Giro ángulo α muy pequeño  centro de carena se desplaza de forma que puede desequilibrar
aun más el flotador. Aparecen un par de fuerzas que tienden a equilibrar el flotador.
En posición de desequilibrio se tiene el peso aplicado en G y
el empuje...