fluidos


ESTATICA DE FLUIDOS

La estática de fluido o hidrostática es el caso mas sencillo de la mecánica de fluidos donde los fluidos se encuentran en reposo, por lo que dv/dy =0 por lo que no existe velocidad y los esfuerzos cortantes son nulos, dado esto las fuerzas producidas son únicamente las provocadas por el peso del fluido por la acción de la gravedad.

II.1 OBJETIVOS DEL CAPITULOEl capitulo presentara los principios de la hidrostática y las distintas medidas de la presión de los fluidos aplicados a los problemas de la hidráulica; el estudiante será capaz de:

i. Definir la relación que existe entre la presión absoluta, presión manométrica y presión atmosférica.
ii. Describir el grado de variación de presión atmosférica cerca de la superficie terrestre.
iii. Definirlas fuerzas sobre superficies sumergidas.
iv. Definir la relación que existe entre un cambio en elevación y el cambio en presión de un fluido.
v. Describir los distintos tipos de medidores y transductores de presión.
vi. Definir cuerpos flotantes y fuerza ascensional y sus principios.
vii. Analizar las masas fluidas sometidas a aceleración constante.

II.2 PRESION

La fuerza por unidad deárea que obra sobre una superficie real o imaginaria situada dentro de un fluido se llama intensidad de presión “p”, o simplemente presión. Se demuestra que la presión en un punto cualquiera de un fluido actúa con igual intensidad en todas las direcciones.1 La fuerza resultante de la presión del fluido sobre la superficie limitadora ha de ser normal a está en todos sus puntos, a causa de laincapacidad de los fluidos en reposo para transmitir esfuerzos cortantes o tangenciales.



1 King,H.W.,C.O. Wisler y J.G. Woodburn,Hydraulics 5ta Ed.,Jhon Wiley & Sons, Inc. , Nueva York 1948

La unidad estándar en unidades SI es el Pascal (Pa o N/m2).Mientras que la unidad estándar en el sistema Británico de Unidades es lb/pie2, pero la unidad lb/pulg2 es mas conveniente y se la usa más amenudo.
Cuando se realizan cálculos que implican la presión de un fluido, se debe hacer la medición en relación con alguna presión de referencia.
Normalmente, la presión de referencia es la de la atmósfera, y la presión resultante que se mide se conoce como presión manométrica. La presión que se mide en relación con el vació perfecto se conoce como presión absoluta. Es importante conocer ladiferencia entre estas dos formas de medir la presión, y ser capaz de convertir cantidades de una a otra.

Pabs = Pman + Patm 2.2.1
Donde:
Pabs = Presión Absoluta
Pman = Presión Manométrica
PAtm = Presión atmosférica

II.3MEDICION DE PRESIONES

Para tener un mejor entendimiento de lo que son las distintas presiones mencionadas anteriormente se muestra a continuación una interpretación de esta ecuación en la Fig. 2-1.
La presión atmosférica se presenta como la variación que existe con respecto a la elevación sobre el nivel del mar, la variación lineal que se aplica a los líquidos no se aplica a lapresión atmosférica (ni a ninguna atmósfera gaseosa). El valor medio de la presión atmosférica al nivel del mar se toma ordinariamente como 1.033 Kg/cm2, a los medidores de presión atmosférica se les llama Barómetros, este puede ser construido llenando el tubo con un liquido, tapando provisionalmente se extremo abierto, invirtiendo el tubo y destapando dicho extremo cuando este debajo de la superficiedel liquido de la cubeta (Fig2-2), el liquido usado generalmente es mercurio, dado que esté permite el uso de un tubo más pequeño y su presión de vapor es bajo por lo que se desprecia.



















Fig2-1

Para determinar la presión manométrica se recurren a los manómetros, estos son tubo unidos a depósitos, tuberías o canales. Se utilizan las ecuaciones de la...