Docente:Ing. Bernardo Coloma PaxiUNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANOFACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRICOLA

CURSOMecnica de Fluidos

IntroduccinLa Mecnica de Fluidos estudia las leyes del movimiento de los fluidos y sus procesos de interaccin con los cuerpos slidos.La caracterstica fundamental de los fluidos es la fluidez. El fluido cambia de forma de manera continua cuando esta sometido a un esfuerzo cortante, por un pequeo que sea este.

TAREARealizar un ensayo sobre orgenes de la Mecnica de fluidos

Definicin de FLUIDO:Sustancia que se deforma constatemente cuando se somete a un esfuerzo cortante (por ms pequeo que sea).Sustancia que ocupa la forma del recipiente que lo contiene (LIQUIDO).Sustancia que ocupa la forma y el volumen del recipiente que lo contiene (GAS).

Fluidos principales:Agua, aire, vapor de agua, combustibles, lubricantes, refrigerantes etc.LOS LIQUIDOS: son capaces de crear una superficie libre, los GASES no. LOS LIQUIDOS: son poco compresibles, Los GASES muy compresiblesEL COMPORTAMIENTO DE LIQUIDOS Y GASES: es similar en conductos cerrados ms no en conductos abiertos.

EL FLUIDO INCOMPRESIBLE: no existe en la realidad, pero muchos problemas de ingeniera se resuelven aceptablemente suponiendo que el fluido es incompresible. Estos problemas se estudian en la mecnica de fluidos .LOS FLUIDOS COMPRESIBLES: se estudian en la Termodinmica.

Insertar figura 1.1Fuerza que causa que la velocidad U sea uniformerea de la placa superiorEl fluido se deforma de abdc a la nueva posicin abcdEs la rapidez de deformacin angularEn forma ms generalLEY DE VISCOSIDAD DE NEWTON

el factor de proporcionalidad se denomina viscosidad del fluidoInsertar figura 1.2

UNIDADESSistema de unidades es congruente (o consistente) cuando una unidad de fuerza causa que una unidad de masa sufra una unidad de aceleracin.Sistema SIInsertar tabla 1.1Sistema USCUnidad DerivadaUnidad Derivada

Sistema USI necesita apoyarse en una cte. de proporcionalidad escribiendo la 2 ley de Newton de la formaEn condiciones de gravedad estndar en el vaco:Por lo tanto la gravedad especfica g0 vale en USI:en EEUU, en China o en la LunaEl peso W de un cuerpo se determina por el producto de la masa M por la aceleracin local de la gravedad g.

Insertar tabla 1.2PREFIJOS para potencias de 10 en el SISTEMA SI

DENSIDAD

se define como la masa por unidad de volumen

para agua a presin estandar (760 mmHg) y a 4 C,

o bien

VOLUMEN ESPECIFICO

es el recproco de la densidad, es decir, el volumen ocupado por la unidad de masa.

PESO ESPECIFICO

es el peso por unidad de volumendepende de la aceleracin de la gravedad

DENSIDAD RELATIVA

relacin entre el peso de una sustancia y elpeso de un volumen equivalente de agua encondiciones estndar.

PRESIN

es la fuerza normal que enpuja contra unrea plana dividida por el rea.

Dentro de un recipiente, el fluido ejerce tambin enuna presin contra las paredes, y el orecipiente ejerce una reaccin que sercompresiva para el fluido.En esttica de fluidos

GAS PERFECTO

las relaciones termodinmicas y los flujos de fluidos compresibles se limitan al los gases prefectos (o ideales), los cuales satisfacen la siguiente ley:

fluido ideal: carece de friccin y es imcompresiblegas perfecto: tiene viscosidad (desarrolla esfuerzos de corte) y es compresible

La ecuacin se puede escribir

y R tiene unidades de

Ley de CHARLES: p = cte, V del gas depende solo de T

Ley de BOYLE: T = cte, V del gas depende solo de p

haciendo el anlisis a nivel molecular e introduciendo la ley de AVOGADRO (volmenes iguales de gases a la misma T y p absolutas tienen el mismo nmero de molculas, por lo tanto, sus masas son proporcionales a los pesos moleculares) resulta el producto MR llamado cte universal de los gases.

M: peso molecular

Calor especfico cv: es el nmero de unidades de calor agregadas por unidad de masa para aumentar la temperatura 1 grado cuando V es cte.

Calor especfico cp: es el nmero de unidades de calor agregadas por unidad de masa para aumentar la temperatura 1 grado cuando p es cte.

k es la relacin de calores especficos

R se relaciona con cv y cp mediante la forma

Si un barril de aceite pesa 1.5 KN, calclese el peos especifico, la densidad y la densidad relativa de este aceite. El barril contiene 0.159 m3 y el peso propio es de 110 N.

Trabajo encargadoUn lquido con peso especfico relativo de 1.2 llena un volumen. Si la masa contenida en el volumen es de 300 kg, calcule la magnitud del volumen.Cuando un lquido se vierte en una probeta graduada, se encuentra que pesa 7N cuando ocupa un volumen de 500 ml. Determine el peso especfico, la densidad y la densidad relativa del lquido.

Un deposito de aire comprimido tiene un volumen de 0.84 pies cubicos, determinar la densidad y el peso del aire en el deposito cuando este se llena de aire a una presin manometrica de 50 lb/pulg2, suponer que la temperatura es de 70 F y que la presin atmosfrica es de 14.6lb/pulg2 (Abs)

MODULO ELASTICO A LA COMPRESION

Es importante cuando existen cambios repentinos o grandes en la presin (GOLPE DE ARIETE). Un aumento de presin dp causar una disminucin del volumen -dV.

para agua a 20 C, K = 2.2 Gpa. (Ver tabla C.2 apndice C).

PRESIN DE VAPOR

Cuando la presin arriba de un lquido es igual a la presin de vapor ocurre la ebullicin.Es importante cuando la presin en el flujo tiene una fuerte reduccin en algunos lugares del sistema (CAVITACION).

TENSION SUPERFICIAL

Fenmeno que se observa en la interface entre un lquido y un gas, o entre dos lquidos inmiscibles, debido a la atraccin molecular debajo de la superficie del lquido.Insertar figura 1.6

Valores aprox. de propiedades de lquidos comunesInsertar tabla 1.3