Fluidos

Mecánica de Fluidos 
Es el estudio  del comportamiento de los fluidos,  ya sea que estén en reposo (estática  de fluidos) o en movimiento (dinámica de fluidos).  Los fluidos pueden ser líquidos o gases  Los fluidos afectan de muchas maneras la vida cotidiana de los seres humanos.  Aplicaciones  en  navegación  y  Aeronáutica:  diseño  de  embarcaciones  y  aviones que minimicen el efecto de arraste y maximicen el efecto de la sustentación.  Aplicaciones  en  Ingeniería  Mecánica:  diseño  de  esquemas  mecánicos  para   poner en funcionamiento el fluido con un propósito (Bombas de agua, Turbinas,  Motores de Combustión, Compresores de Aire, Equipos de Aire Acondicionado).  Aplicaciones en Meteorología: Estudio del flujo del aire en la Atmósfera Aplicaciones en Medicina: Estudio del flujo de la sangre y otros.  Aplicaciones  en  Ingeniería  Industrial:  Manejo  y  diseño  de  instalaciones  industriales que basan su funcionamiento en flujo de líquidos o gases.   Aplicaciones en Ingeniería Civil:   Esquema de Aprovechamiento Hídrico.  Sistemas de Conducción y Transporte.  Protecciones Costeras   

 

CONCEPTOS FUNDAMENTALES 
PRESIÓN: Cantidad de Fuerza  que se ejerce sobre una superficie (AREA)              LÍQUIDOS Y GASES:  Si un líquido se almacena en un contenedor tiende a tomar la forma de éste.  Si se mantiene un gas a presión en un recipiente cerrado, tiende a expandirse y llenarlo  por completo.  Los gases se comprimen con facilidad.  Los líquidos se comprimen muy poco.  PESO Y MASA:  Masa (m): Medida de la cantidad de fluido.  Peso  (w):  Fuerza  con  la  que  el  fluido es  atraído  hacia  la  Tierra  por  la  acción  de  la  gravedad.  El Peso es una Fuerza y la Masa es la cantidad de una sustancia.  

F p= A

     

SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI) 
LONGITUD = METRO (m)  TIEMPO = SEGUNDO (s)  MASA = KILOGRAMO (kg) o (N . s2/m)  FUERZA = NEWTON (N) o (kg.m/s2)  

  PREFIJOS 

 

       

 SISTEMA TRADICIONAL DE UNIDADES DE E.U. (INGLÉS) 
LONGITUD = PIE (pie)  TIEMPO = SEGUNDO (s)  MASA = SLUG (slug) o (lb . s2/pie)  FUERZA = LIBRA (lb)  

  PESO Y MASA     
F = ma

w = mg
g = 32.2 pies / s 2

g = 9.81m / s 2

  UNIDADES DEL SI PARA CANTIDADES COMUNES  MANEJADAS EN MECÁNICA DE FLUIDOS 

   

UNIDADES TRADICIONALES DE E.U. PARA CANTIDADES  COMUNES MANEJADAS EN MECÁNICA DE FLUIDOS 

  TEMPERATURA Físicamente es una magnitud escalar dada por una función creciente del grado de  agitación de las partículas de los materiales (Energía Cinética).   Lo más frecuente es que se indique la temperatura en grados Celcius (ºC) o en grados  Fahrenheit (ºF).  La temperatura absoluta se define de modo que el punto cero corresponde a la  condición en que se detiene el movimiento molecular. Esto se denomina el cero  absoluto.    T

C

= (T F − 32) 1.8

T
T

F

= 1.8T C + 32
= T C + 273.15
F

K

T =T
R

+ 459.67

  Definición de Presión 
Blaise Pascal (19 de junio de 1623 ‐ 19 de agosto de  1662), matemático, físico y filósofo religioso francés. Sus  contribuciones a las ciencias naturales y aplicadas  incluyen la invención y construcción de calculadoras mecánicas, estudios precursores de la teoría matemática  de probabilidad, investigaciones sobre los fluidos y la  aclaración de conceptos tales como la presión y el vacío.  

   

Blaise Pascal describió dos principios importantes acerca de la presión:  1. La presión actúa de modo uniforme en todas las direcciones de un volumen pequeño de  fluido.   

      2.El fluido confinado por fronteras sólidas, la presión actúa de manera perpendicular a la  pared.  

   

COMPRESIBILIDAD 
Se refiere al cambio de volumen (V) que sufre una sustancia cuando se le sujeta a un  cambio de presión.  Se emplea el módulo volumétrico de elasticidad (E).      Valores del módulo volumétrico para líquidos seleccionados,   a presión atmosférica y 68ºF (20ºC) 

E=

− ∆p (∆V ) V

  DENSIDAD ...