Laboratorio fluidos
Páginas: 5 (1035 palabras)
Publicado: 10 de septiembre de 2010
ESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUSTRIALES
FACULTAD DE INGENIERIA
Coordinación Mecánica
Mecánica de Fluidos – cuestionario No 1
1. Investigue acerca del comportamiento físico y expresiones matemáticas que justifican el equilibrio en fluidos acelerados horizontal, vertical, y centrípetamente, de ejemplos detallados del uso práctico de estos fenómenos en la Ingeniería Mecánica.
2.¿cual es el principio de pascal? dentro de su ejercicio profesional como aplica el concepto de ventaja mecánica, que se produce en un dispositivo que aprovecha el principio de Pascal?
Liquido bajo aceleración horizontal uniforme.
Consideremos un recipiente abierto conteniendo un líquido tal como se muestra en la Fig. 23, sometido a una aceleración uniforme horizontal. En la figura se observaque después de ser sometido a dicha aceleración el líquido por si mismo se dispone de tal forma que se mueve como un sólido sometido a una fuerza aceleradora. Para determinar la variación de presión en dirección vertical se considera el DCL de una porción de fluido en forma vertical y se aplica la segunda ley de Newton
Figura 3.26. Variación de la presión con la profundidad en un fluido conmovimiento acelerad horizontalmente.
Debido a que el movimiento es como un sólido, los esfuerzos cortantes se desprecian, entonces la segunda ley de Newton en dirección vertical nos da
(3.83)
La ecuación anterior establece que la variación de la presión en dirección vertical es la misma que la de un fluido en reposo relativo.
Para determinar la variación de presión en la dirección horizontal,se considera el DCL en la posición horizontal tal como se muestra en la figura 3.26, y se aplica la segunda ley de Newton, esto es
De la figura se observa además que (h1-h2)/L es la pendiente de la superficie libre, esto es
La ecuación (3.85) indica que cuando el fluido es sometido a una aceleración constante, la superficie libre del fluido es un plano inclinado de pendiente constante ydependiente de la aceleración.
Figura 3.27. Variación de la presión en dirección horizontal en un fluido sometido a aceleración constante
3.4.2 Liquido bajo aceleración uniforme vertical.
Consideremos ahora el movimiento de un depósito conteniendo un fluido de densidad ρ, en dirección vertical con una aceleración . La figura 3.28, muestra que en este caso la superficie libre permanecehorizontal durante el movimiento. Es decir la presión en planos horizontales permanece constante, pero en dirección vertical no, para verificar la variación en dicha dirección se traza el DCL de una porción de fluido como se muestra y se aplica la segunda ley de Newton, es decir
Figura 3.28 Variación de la presión en dirección vertical para un fluido con movimiento vertical y aceleraciónuniforme
La ecuación (3.86) indica que la presión en la dirección vertical varía con la profundidad y con la aceleración aplicada al depósito. Un caso particular es aquel en el cual se deja caer libremente el depósito desde cierta altura, aquí ay = -g, con cual resulta.
Esto indica que cuando el depósito cae libremente la presión es la misma en todos los puntos del fluido.
3.4.3 Liquido bajorotación uniforme alrededor de un eje vertical.
Consideremos ahora un recipiente cilíndrico con un líquido que se mantiene con una rotación uniforme a una velocidad angular constante ω, girando alrededor del eje z, tal como se muestra en la figura 3.29. En este caso cada una de las partículas del fluido describe circunferencias con la misma velocidad angular, es decir el fluido se mueve comoun sólido cuando se alcanza dicha velocidad angular, por ello no existe esfuerzos cortantes y la única aceleración que existe es la aceleración centrípeta dirigida hacia el eje de rotación.
Figura 3.29 Variación de la presión para un fluido sometido a una velocidad angular uniforme ω.
Del DCL de fluido, se observa que las variaciones de la presión en la dirección vertical es análoga al caso...
FACULTAD DE INGENIERIA
Coordinación Mecánica
Mecánica de Fluidos – cuestionario No 1
1. Investigue acerca del comportamiento físico y expresiones matemáticas que justifican el equilibrio en fluidos acelerados horizontal, vertical, y centrípetamente, de ejemplos detallados del uso práctico de estos fenómenos en la Ingeniería Mecánica.
2.¿cual es el principio de pascal? dentro de su ejercicio profesional como aplica el concepto de ventaja mecánica, que se produce en un dispositivo que aprovecha el principio de Pascal?
Liquido bajo aceleración horizontal uniforme.
Consideremos un recipiente abierto conteniendo un líquido tal como se muestra en la Fig. 23, sometido a una aceleración uniforme horizontal. En la figura se observaque después de ser sometido a dicha aceleración el líquido por si mismo se dispone de tal forma que se mueve como un sólido sometido a una fuerza aceleradora. Para determinar la variación de presión en dirección vertical se considera el DCL de una porción de fluido en forma vertical y se aplica la segunda ley de Newton
Figura 3.26. Variación de la presión con la profundidad en un fluido conmovimiento acelerad horizontalmente.
Debido a que el movimiento es como un sólido, los esfuerzos cortantes se desprecian, entonces la segunda ley de Newton en dirección vertical nos da
(3.83)
La ecuación anterior establece que la variación de la presión en dirección vertical es la misma que la de un fluido en reposo relativo.
Para determinar la variación de presión en la dirección horizontal,se considera el DCL en la posición horizontal tal como se muestra en la figura 3.26, y se aplica la segunda ley de Newton, esto es
De la figura se observa además que (h1-h2)/L es la pendiente de la superficie libre, esto es
La ecuación (3.85) indica que cuando el fluido es sometido a una aceleración constante, la superficie libre del fluido es un plano inclinado de pendiente constante ydependiente de la aceleración.
Figura 3.27. Variación de la presión en dirección horizontal en un fluido sometido a aceleración constante
3.4.2 Liquido bajo aceleración uniforme vertical.
Consideremos ahora el movimiento de un depósito conteniendo un fluido de densidad ρ, en dirección vertical con una aceleración . La figura 3.28, muestra que en este caso la superficie libre permanecehorizontal durante el movimiento. Es decir la presión en planos horizontales permanece constante, pero en dirección vertical no, para verificar la variación en dicha dirección se traza el DCL de una porción de fluido como se muestra y se aplica la segunda ley de Newton, es decir
Figura 3.28 Variación de la presión en dirección vertical para un fluido con movimiento vertical y aceleraciónuniforme
La ecuación (3.86) indica que la presión en la dirección vertical varía con la profundidad y con la aceleración aplicada al depósito. Un caso particular es aquel en el cual se deja caer libremente el depósito desde cierta altura, aquí ay = -g, con cual resulta.
Esto indica que cuando el depósito cae libremente la presión es la misma en todos los puntos del fluido.
3.4.3 Liquido bajorotación uniforme alrededor de un eje vertical.
Consideremos ahora un recipiente cilíndrico con un líquido que se mantiene con una rotación uniforme a una velocidad angular constante ω, girando alrededor del eje z, tal como se muestra en la figura 3.29. En este caso cada una de las partículas del fluido describe circunferencias con la misma velocidad angular, es decir el fluido se mueve comoun sólido cuando se alcanza dicha velocidad angular, por ello no existe esfuerzos cortantes y la única aceleración que existe es la aceleración centrípeta dirigida hacia el eje de rotación.
Figura 3.29 Variación de la presión para un fluido sometido a una velocidad angular uniforme ω.
Del DCL de fluido, se observa que las variaciones de la presión en la dirección vertical es análoga al caso...
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