Teoria fluidos

Capu00edtulo 1: Propiedades físicas de los fluidos puros.
A-Unidades
Longitud:
Sistema Internacional(mks)
m (metro)

Sistema Técnico
m (metro)

Sist técnico Inglés

Sistema Técnico
(Kilogramo fuerza)

Sist técnico Inglés
LBf (Libra fuerza)

Sistema Técnico

Sist técnico Inglés

Kgf .s 2
UTM =
m

LBm (Libra

Ft (pie)
In (pulgada)

Fuerza:
Sistema Internacional(mks)Kgm.m
(Newton)
N=
s2

Kgf

Masa:
Sistema Internacional(mks)
Kgm (Kilogramo masa)

masa)

(Unidad técnica de
masa)

Presión:
Sistema Internacional(mks)

Sistema Técnico

N
Pa = 2 (Pascal)
m

Kgf
cm 2

Sist técnico Inglés

Psi =

LBf
in 2

Viscosidad:
Dinámica

Cinemática

g
P=
(Poise)
cm.s

St =

cm
s

2

Sistema redundante:

Otros
0Engler
SSU
Seg.S .Furol
Seg.redwood

Cuando se definen más unidades elementales que las mínimas necesarias para definir al
sistema métrico, se tiene un sistema redundante.
Si queremos trabajar con kgm y kgf tenemos que adaptar la 2da ley de Newton,
agregándole un “factor de conversión de unidades”: gc

F .gc = m.a ⇒ gc =
1kgm.9,8 m

gc =

1kgf

m.a
, un cuerpo de 1kgm pesa 1kgf:
Fs 2 ⇒ gc = 9,8. kgm . m
kgf s 2

B- Fluido:
“Sustancia que al ser sometida a un esfuerzo de corte se deforma permanentemente, sin
importar que tan pequeño sea dicho esfuerzo.”
Definimos esfuerzo cortante como la componente de fuerza tangente a una superficie.
Esta componente dividida por el área de la superficie es el esfuerzo cortante promedio sobre
dicha superficie. El esfuerzocortante en un punto es:

τ=

lim FT
∆S → 0 ∆S

C- Hipótesis del medio continuo:
“Para el estudio de las propiedades macroscópicas de los fluidos se considera que la
estructura atómica y molecular real (discreta, discontinua), es reemplazada por un medio
(hipotético) continuo”.
El medio continuo está formado por infinitas partículas macroscópicas, o paquetes, que
contienen un gran número demoléculas. Esto permite hacer una descripción matemática del
medio y sus propiedades a través de funciones continuas.

D- Viscosidad:
Es la propiedad del fluido mediante la cual éste ofrece resistencia al esfuerzo cortante,
cuando se encuentra en movimiento (resistencia a fluir). Es un “coeficiente de fricción interna”.

Factores que influyen en la viscosidad:
•
•

Cohesión molecular:fuerzas intermoleculares.
Velocidad de transferencia de cantidad de movimiento moleculr: dentro de un fluido
siempre existe transferencia de MOLÉCULAS a través de cualquier superficie
ficticia dibujada en él. Cuando una capa se mueve con respecto a otra, la
transferencia de momentum molecular mueve momentum de un lado a otro,
generándose un esfuerzo cortante aparente que resiste el movimientorelativo y
tiende a igualar las velocidades de las dos capas adyacentes. (ver modelo de los

•
•

Presión.
Temperatura.

vagones)

Líquidos:
•

•
•

La P casi no influye, (Fluidos incompresibles). A presiones muy grandes, la
mayoría de los líquidos muestran variaciones erráticas de su viscosidad
con la presión.
Tiene mayor influencia la cohesión molecular.
µ disminuye cuandoaumenta la temperatura. Al aumentar la temperatura
las partículas se mueven más rápidamente y se van venciendo las
atracciones intermoleculares.

Gases:
•
•
•

•

Casi no hay cohesión molecular.
µ depende prácticamente de la velocidad de transferencia de cantidad de
movimiento.
µ aumenta cuando aumenta la temperatura: cuanto mayor es la
temperatura las partículas se mueven masrápidamente, aumentando la
velocidad de transferencia de cantidad de movimiento.
Al aproximarse al pto. crítico se produce un salto de µ en función de P.
Pero casi siempre se puede considerar que µ no varía con P.

Ley de Newton de la viscosidad: (experimental)

El esfuerzo de corte es proporcional al gradiente de velocidades (o tasa de deformación
angular):

τ = µ.

dv
dy

Es válida si...