mecánica de los fluido
Páginas: 10 (2405 palabras)
Publicado: 20 de abril de 2013
UNEFM-250505.Mecánica de Fluidos
Prof. Ana Peña
TEMA Nº 1. INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA DE FLUIDOS. PROPIEDADES
Introducción a la Mecánica de Fluidos.
La mecánica de fluidos es la disciplina del amplio campo de la mecánica aplicada que estudia el comportamiento de líquidos y gases en reposo o en movimiento.
Los principios de mecánica de fluidos son necesarios para explicar por qué losaviones se fabrican en forma aerodinámica con superficies lisas para obtener vuelos más eficaces, en tanto que las pelotas de golf se elaboran con superficies rugosas (con hoyuelos) a fin de incrementar su eficacia.
La lista de aplicaciones y preguntas continúa de manera indefinida, pero ya se ha captado el meollo; la mecánica de fluidos es un tema práctico muy importante. Es bastante probableque en el transcurso de la carrera de ingeniería el lector deba analizar y diseñar sistemas que requieren una comprensión aceptable de la mecánica de fluidos.
Mecánica de Fluidos en la Ingeniería.
La mecánica de fluidos abarca la aplicación de los principios fundamentales de la mecánica y la termodinámica, para desarrollar un entendimiento físico de los fenómenos existentes donde los fluidosestén presentes. Esta rama de las ciencias de la Ingeniería induce a los futuros ingenieros a conocer herramientas que los llevarán a analizar fenómenos completos y complejos en el campo del movimiento de los fluidos.
Objetivo Terminal de la Unidad Curricular.
Al finalizar la unidad curricular, el estudiante estará en capacidad de conocer los principios y métodos tecnológicos en el campo deltransporte de fluido y la generación de energía que se puede lograr con los mismos tanto en reposo como en movimiento.
1. Definición de Fluido.
Específicamente, un fluido se define como una sustancia que se deforma de manera continua cuando sobre ella actúa un esfuerzo cortante (Fuerza por unidad de área), se crea siempre que una fuerza tangencial actúa sobre una superficie.
Esta definición yel esfuerzo cortante, que es la resultante de dividir la componente de fuerza tangente a una superficie por el área de dicha superficie, nos conducen a la denominada Ley de Viscosidad de Newton.
Para comprender esta Ley, consideremos dos placas paralelas, de las cuales la placa inferior se ha fijado y entre las cuales se coloca una sustancia. Ahora dividamos la sustancia en capas infinitesimalesde espesor dy paralelas a las placas. Si se aplica una fuerza F, a la placa superior, esta ejercerá un esfuerzo cortante F/A, sobre la sustancia que se encuentra entre las placas, donde A, es el área de la placa superior, y dada la adherencia la capa de fluido en contacto con la placa inferior se mantiene en reposo mientras que la capa de fluido en contacto con la placa superior se pone enmovimiento con una velocidad vo, igual a la velocidad de dicha placa. Por lo que las capas intermedias deslizaran unas sobre otras.
La Ley de Viscosidad de Newton afirma que, F es directamente proporcional a A y a vo e inversamente proporcional al espesor yo, en forma de ecuación:
Ec.1
Donde µ, es el factor de proporcionalidad o coeficiente de fricción interna del fluido en particular(conocido como viscosidad del fluido), además si tendremos:
Ec.2
La relación vo / yo es la velocidad angular de la línea ab (a: punto de contacto de la placa fija con el fluido y b: punto de contacto de la placa móvil con el fluido); esta velocidad angular también puede escribirse como du/dy ya que ambas relaciones expresan el cambio de velocidad dividido por la distancia en que dichocambio ocurre. Sin embargo du/dy es más general debido a que se mantiene, es decir, es constante a lo largo de y ya que se da una distribución lineal de velocidades (los extremos de los vectores velocidad se encuentran en una línea recta) para aquellas situaciones en las cuales la velocidad angular y el esfuerzo cortante cambian con y. Por lo que sustituyendo en la expresión anterior vo / yo por...
Prof. Ana Peña
TEMA Nº 1. INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA DE FLUIDOS. PROPIEDADES
Introducción a la Mecánica de Fluidos.
La mecánica de fluidos es la disciplina del amplio campo de la mecánica aplicada que estudia el comportamiento de líquidos y gases en reposo o en movimiento.
Los principios de mecánica de fluidos son necesarios para explicar por qué losaviones se fabrican en forma aerodinámica con superficies lisas para obtener vuelos más eficaces, en tanto que las pelotas de golf se elaboran con superficies rugosas (con hoyuelos) a fin de incrementar su eficacia.
La lista de aplicaciones y preguntas continúa de manera indefinida, pero ya se ha captado el meollo; la mecánica de fluidos es un tema práctico muy importante. Es bastante probableque en el transcurso de la carrera de ingeniería el lector deba analizar y diseñar sistemas que requieren una comprensión aceptable de la mecánica de fluidos.
Mecánica de Fluidos en la Ingeniería.
La mecánica de fluidos abarca la aplicación de los principios fundamentales de la mecánica y la termodinámica, para desarrollar un entendimiento físico de los fenómenos existentes donde los fluidosestén presentes. Esta rama de las ciencias de la Ingeniería induce a los futuros ingenieros a conocer herramientas que los llevarán a analizar fenómenos completos y complejos en el campo del movimiento de los fluidos.
Objetivo Terminal de la Unidad Curricular.
Al finalizar la unidad curricular, el estudiante estará en capacidad de conocer los principios y métodos tecnológicos en el campo deltransporte de fluido y la generación de energía que se puede lograr con los mismos tanto en reposo como en movimiento.
1. Definición de Fluido.
Específicamente, un fluido se define como una sustancia que se deforma de manera continua cuando sobre ella actúa un esfuerzo cortante (Fuerza por unidad de área), se crea siempre que una fuerza tangencial actúa sobre una superficie.
Esta definición yel esfuerzo cortante, que es la resultante de dividir la componente de fuerza tangente a una superficie por el área de dicha superficie, nos conducen a la denominada Ley de Viscosidad de Newton.
Para comprender esta Ley, consideremos dos placas paralelas, de las cuales la placa inferior se ha fijado y entre las cuales se coloca una sustancia. Ahora dividamos la sustancia en capas infinitesimalesde espesor dy paralelas a las placas. Si se aplica una fuerza F, a la placa superior, esta ejercerá un esfuerzo cortante F/A, sobre la sustancia que se encuentra entre las placas, donde A, es el área de la placa superior, y dada la adherencia la capa de fluido en contacto con la placa inferior se mantiene en reposo mientras que la capa de fluido en contacto con la placa superior se pone enmovimiento con una velocidad vo, igual a la velocidad de dicha placa. Por lo que las capas intermedias deslizaran unas sobre otras.
La Ley de Viscosidad de Newton afirma que, F es directamente proporcional a A y a vo e inversamente proporcional al espesor yo, en forma de ecuación:
Ec.1
Donde µ, es el factor de proporcionalidad o coeficiente de fricción interna del fluido en particular(conocido como viscosidad del fluido), además si tendremos:
Ec.2
La relación vo / yo es la velocidad angular de la línea ab (a: punto de contacto de la placa fija con el fluido y b: punto de contacto de la placa móvil con el fluido); esta velocidad angular también puede escribirse como du/dy ya que ambas relaciones expresan el cambio de velocidad dividido por la distancia en que dichocambio ocurre. Sin embargo du/dy es más general debido a que se mantiene, es decir, es constante a lo largo de y ya que se da una distribución lineal de velocidades (los extremos de los vectores velocidad se encuentran en una línea recta) para aquellas situaciones en las cuales la velocidad angular y el esfuerzo cortante cambian con y. Por lo que sustituyendo en la expresión anterior vo / yo por...
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