Trabajo de mecánica de fluido

8/18/2019 Trabajo de mecánica de fluido

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TRABAJO DE MECÁNICA DE FLUIDO

PRESENTADO POR:

NORVEL WALTERS DIAZ

PRESENTADO A:

GRUPO:AD

FECHA:25/08/201

UNIVERSIDAD DE LA COSTA


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1! C"#$%&'( &) *+$'",+) -( &"$ $+$'(.)$ -( %#+-)-($ $+%+(#'($:

)! S+$'(.) I#'(,#)+"#)& -( U#+-)-($! S+$'(.) I#&$ -( U#+-)-($

)3 H+$'",+) -(& $+$'(.) +#'(,#)+"#)& 4SI3

El Sistema Internacional de Unidades (SI), surgió de la necesidad de unificar y dar coherencia a una gran variedad de subsistemas de unidades que dificultaban latransferencia de resultado de mediciones en la comunidad internacional. El

Sistema Internacional se convirtió en un sistema que pudiera ser adoptado por todos los pases en el campo de la ciencia, la tecnologa, las relacionescomerciales, la producción, los servicios, la investigación y la docencia.

El Sistema Internacional de Unidades (SI) proviene del Sistema !"trico #ecimal.El Sistema !"trico #ecimal fue adoptado en la I $onferencia %eneral de &esas y!edidas ($%&!) y ratificado en '* por '* naciones. &ara ese entonces seorgani+ó la $onvención del !etro, a la que asistieron representantes de pases,y en la que se nombró un $omit" Internacional de &esas y medidas ($I&!), con lafinalidad de

- Estudiar el establecimiento de un conunto de reglas para las unidades de

medida.- $onocer la opinión de los crculos cientficos, t"cnicos y educativos en todos lospases.

- /rindar recomendaciones para el establecimiento de un sistema pr0ctico deunidades de medida para ser adoptado por todos los firmantes de la $onvencióndel !etro.$on el transcurso del tiempo se desarrollaron otros sistemas de medidas como

- El Sistema $%S sus siglas representan las unidades centmetro, gramo ysegundo, que fue utili+ada principalmente por los fsicos.

- El sistema %iorgi conocido como el Sistema !1S, sus siglas representan al

metro, el 2ilogramo y el segundo.En el siglo 3I3 se desarrollaron las llamadas unidades el"ctricas absolutas elohm, el volt y el ampere, impulsadas por el crecimiento de la industriaelectrot"cnica, la cual buscaba la unificación internacional de las unidadesel"ctricas y magn"ticas.

4 mediados del siglo 33, despu"s de diversos intercambios entre los medioscientficos y t"cnicos del mundo, la 3 $%&! adoptó como unidades b0sicas elmetro, el 2ilogramo, el segundo, el ampere, el 2elvin y la candela. 5inalmente, en


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el a6o '789 la resolución 3II de la 3I $%&! adoptó el nombre de SistemaInternacional de Unidades, cuya abreviatura es SI.

4 partir de entonces, a trav"s de las reuniones del $%&! y $I&! se le hana6adido modificaciones de acuerdo con los avances de la ciencia y lasnecesidades de los usuarios del sistema.

:as ventaas que ofrece el SI, sobre todo los dem0s son m;ltiples. Entre ellasresaltaremos dos- Es universal, ya que abarca todos los campos de la ciencia, la t"cnica, la

economa y el comercio.- Es coherente, porque no necesita de coeficientes de conversión y todas sus

unidades guardan proporcionalidad entre s, simplificando la estructura de lasunidades de medida y sus c0lculos, lo que evita errores en su interpretación.

3 S+$'(.) I#&$ -( U#+-)-($ 4USCU3

R($() *+$'6,+) -(& $+$'(.) +#&($ -( %#+-)-($

El Sistema Ingl"s de Unidades de !edición tuvo su origen en el imperio romano apartir del comercio, la agrimensura, la construcción de edificaciones de todo tipo,actividades en las cuales a menudo era necesario medir magnitudes como

longitudes, 0reas, vol;menes pesos o masas e intervalos de tiempo.:os primeros patrones que se utili+aron para medir longitudes fueron partes delcuerpo humano, pues en ese momento histórico era lo m0s funcional, la pulgada(tros patrones de longitud que se introdueronfueron el pie, equivalente a la longitud del pie humano, y la yarda, equivalenteapro?imadamente a @piesA en este proceso de creación de patrones ya estabaimplcito un subsistema de m;ltiplos y subm;ltiplos, que permitiera medir distancias a grandes, peque6as y medianas escalas. En la adaptación que se hi+odespu"s de este incipiente sistema de mediciones, el pie se tomó como unm;ltiplo de la pulgada y la yarda (Bd) como un m;ltiplo del pie as

' pulgadas C


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El sistema se?agesimal se ha mantenido casi sin variaciones hasta nuestros dasen el Sistema Internacional de Unidades de !edición (SI) utili+ado actualmente.$on el paso del tiempo fueron descubri"ndose las incongruencias del SistemaIngl"s para la medición de longitudes ya que las medidas de las partes del cuerpovariaban para cada persona. $omo solución a este problema se optó por

establecer dichos patrones con base en las medidas de las partes del cuerpo delas personas m0s importantes de la sociedad. &or eemplo, en el siglo 3 lapulgada se estableció con base en la medida del dedo pulgar del Dey Edgardo, elpie fue decretado por $arlomagno como la medida de su propio pie, la yarda fuedecretada como la medida entre la punta de la nari+ de Enrique I y la punta de losdedos de su mano. Sin embargo, las dificultades este sistema de medición delongitudes originadas no solamente por la variabilidad de las medidas de laspartes del cuerpo de las diferentes personas. 5ue cuando apareció el sistema denumeración decima


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1 )-(#) = rods


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S+$'(.) +#'(,#)+"#)& -( %#+-)-($

V"&%.(#

!etro c;bico (m@)

MASA1ilogramo (2g)

L"#+'%-

!etros (m)

P,($+6#

%iga pascal (GP)), '97 &a

!ega pascal (MP)), '98 &a

1ilo pascal (P)), '9@ &a

&ascal (P))

T(.9(,)'%,) )$"&%')1elvin (2)

T(.9(,)'%,) ,(&)'+


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V(&"+-)-

!etro J segundo (mJs)

V+$"$+-)- +#(.;'+)

!etro cuadrado J segundo (m

<

Js) V+$"$+-)- -+#;.+)

1ilogramoJ metro por segundo 2gJ(ms)

P"'(#+)

Latio ()

S+$'(.) +#&($

P,($+"#

1SI C '999 &SI&SI,V"&%.(#

&ies c;bicos (ftK@) (pieK@)

M)$):ibra (lb)

D(#$+-)-:

:ibrasJ ftK@

! #E!UESFDE MUE :4S SI%UIEFES $4FI#4#ES > FIEE UI#4#ES

! Dealice las siguientes conversiones de unidades

5! E$,+) "# $%$ 9,"9+)$ 9)&),)$ %#) -(7+#++6# -( $+$'(.) %'+&+( %#" "


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! E$')&() &)4$3 9,+#+9)&4($3 -+7(,(#+)4$3 (#',( $+$'(.)$ )+(,'"$4


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e)

L"$ $+$'(.)$ (,,)-"$ $"#:

b) c)

8! D(7+#) "# $%$ 9,"9+)$ 9)&),)$ &"$ $+%+(#'($ '+9"$ -( 7&%" -( )&.(#"$ -"$ ((.9&"$ -( &) "%,,(#+) -( ($'( '+9" -( 7&%" (# %# 7(#6.(#"(# )9&+)+"#($ +#(#+(,+&($:

F&%" ',+-+.(#$+"#)&: El vector velocidad depende de tres coordenadasespaciales, es el caso m0s general en que las componentes de la velocidad entres direcciones mutuamente perpendiculares son función de las coordenadasespaciales ?, y, +, y del tiempo t.

Este es uno de los fluos m0s complicados de manear desde el punto de vistamatem0tico y sólo se pueden e?presar f0cilmente aquellos escurrimientos confronteras de geometra sencilla.

FLUJO TURBULENTO: El fluo turbulento es m0s com;nmente desarrolladodebido a que la naturale+a tiene tendencia hacia el desorden y esto en t"rminosde fluos significa tendencia hacia la turbulencia Este tipo de fluo se caracteri+a


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por trayectorias circulares err0ticas, semeantes a remolinos El fluo turbulentoocurre cuando las velocidades de fluo son generalmente muy altas o en fluidos enlos que las fuer+as viscosas son muy peque6as

:a turbulencia puede originarse por la presencia de paredes en contacto con el

fluido o por la e?istencia de capas que se muevan a diferentes velocidades 4dem0s un fluo turbulento puede desarrollarse bien sea en un conducto liso o enun conducto rugoso

Eemplo' :as capas mi?tas oce0nicos y atmosf"ricos y las corrientes oce0nicas

intensos

Eemplo< :a me+cla de aire caliente y fro en la atmósfera por el viento, lo que

provoca turbulencias en aire claro e?perimentado durante el vuelo de avión, as

como la mala visión astronómica

F&%" ".9,($+&( :Fodos los fluidos son compresibles incluyendo los lquidos$uando estos cambian de volumen son demasiado grandes se opta por considerar el fluo como compresible (que muestran una variación significativa dela densidad como resultado de fluo) esto sucede cuando la velocidad del fluo escercano a la velocidad del sonido Estos cambios suelen suceder principalmente enlos gases ya que para alcan+ar estas velocidades de fluo en lquidos se precisade presiones del orden de '999 atmósferas en cambio un gas sólo precisa una

relación de presiones de


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FLUJOS INTERNOS Son los fluos que quedan completamente limitados por superficies sólidas. E. fluo interno en tuberas y en ductos.

$onsiderando un fluo incompresible a trav"s de un tubo de sección transversalcircular, el fluo es uniforme a la entrada del tubo y su velocidad es igual a U 9. En

las paredes la velocidad vale cero debido al ro+amiento y se desarrolla una capalmite sobre las paredes del tubo.

5luo en la región de entrada de una tubera

:a velocidad promedio en cualquier sección transversal viene e?presada por

E# 7&%" ('(,#" se tiene el movimiento de un obeto en el seno de un fluidoAconforme el obeto va penetrando en el fluido, las partculas son arrastradas yadquieren unas determinadas distribuciones de velocidad y de presión.

En un sistema de referencia inercial fio al obeto, se tendra un fluo uniforme quese dirige al obeto, y que alrededor de "l, se divide en dos regiones una regiónviscosa en las pro?imidades de la superficie del obetoA y una región e?terior no


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viscosa (sin tensiones tangenciales por ser nulo el correspondiente gradiente develocidad).

:a región viscosa, se denomina $4&4 :N!IFE, se inicia en las pro?imidades delborde de ataque, y su e?tensión va aumentando aguas abao. El espesor de lacapa lmite es creciente, y normalmente de poca e?tensión, dependiendo de lageometra del obeto y del n;mero de DeynoldsA aunque se puede tener eldesprendimiento de la capa lmite y la formación de la estela transitoria, que puedeocupar una amplia región a partir del punto de desprendimiento.

7&%" #)'%,)&, son po+os que tiene la capacidad de despla+ar los fluidos desde elsubsuelo hasta la superficie con la energa interna que aporta el yacimiento. Esaenerga en las acumulaciones de hidrocarburos proviene de la e?pansión delpetróleo y gas en solución, e?pansión de la capa de gas, e?pansión del aguaconnata, reducción del volumen poroso y por ;ltimo, si es que e?iste, del influo deagua proveniente de un acufero. Es importante entender cada uno de estosmecanismos de producción en los yacimientos, a fin de aprovechar al m0?imo estaenerga.

En yacimientos con presencia de empue por agua las tasas de producción nopresentan mayor inconveniente, pero la producción con el tiempo tendr0 un cortede agua mayor, la presión en el yacimiento se mantendr0 relativamente constante,por lo general esto ocurre cuando el agua sustituye ese espacio poroso que elpetróleo dea libre.

En yacimientos donde la e?pansión del gas es quien aporta mayor energa deproducción, presentan a largo pla+o problemas en las tasas de fluo, ya que la energa procedente del gas en solución o la capa de gas no es constante sino que

disminuye en el tiempo.

E?iste una gran cantidad de factores que disminuyen la capacidad de producciónde un po+o, pero primordialmente es el potencial quien delimita si el po+o fluye ono naturalmente. Es decir, debe presentarse un diferencial de presión tal quepermita que esos fluidos se movilicen.

:os po+os con fluo natural deben tener una buena caracteri+ación tanto de suregmenes de fluo y su aporte energ"tico, sin duda alguna mientras m0sprolongada sea la producción por fluo natural mayor ser0 la rentabilidad del po+o,no es solo cuestión de tener una tasa m0?ima de petróleo, sino de usar la energa

de la meor forma posible, minimi+ando el da6o, sin sobrepasar velocidadescrticas de fluo en el espacio poroso, evitando la entrada abrupta del agua,empleando estrangulares de fluo y terminaciones adecuadas en los po+os.

>F4 algunos fluos les falta los eemplos


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! >% ($ %# ($7%(," #",.)&K I&%$',( $% -(7+#++6# "# %# -+%"!

Esfuer+o normal se da $uando una fuer+a 5 act;a a lo largo de una barra suefecto sobre la misma depende no solo del material sino de la sección transversalque tenga la barra, de tal manera que a mayor sección mayor ser0 la resistenciade la misma

:os esfuer+os normales a?iales por lo general ocurren en elementos como cables,barras o columnas sometidos a fuer+as a?iales (que act;an a lo largo de su propioee), las cuales pueden ser de tensión o de compresión. 4dem0s de tener resistencia, los materiales deben tener rigide+, es decir tener capacidad deoponerse a las deformaciones (d) puesto que una estructura demasiadodeformable puede llegar a ver comprometida su funciona'idad y obviamente suest"tica. En el caso de fuer+as a?ia'es (de tensión o compresión), se producir0nen el elemento alargamientos o acortamientos, respectivamente,

:as fuer+as aplicadas a un elemento estructural pueden inducir un efecto dedesli+amiento de una parte del mismo con respecto a otra. En este caso, sobre el

0rea de desli+amiento se produce un esfuer+o cortante, o tangencial, o deci+alladura (figura '@). 4n0logamente a lo que sucede con el esfuer+o normal, elesfuer+o cortante se define como la relación entre la fuer+a y el 0rea a trav"s de lacual se produce el desli+amiento, donde la fuer+a es paralela al 0rea

El esfuer+o cortante (t) ser calcula como

Esfuer+o cortante C fuer+a J 0rea donde se produce el desli+amiento


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t C 5 J 4 5 es la fuer+a que produce el esfuer+o cortante

4 es el 0rea sometida a esfuer+o cortante

10! >% ($ %# ($7%(," ",')#'(K I&%$',( $% -(7+#++6# "# %# -+%"!

:as fuer+as aplicadas a un elemento estructural pueden inducir un efecto dedesli+amiento de una parte del mismo con respecto a otra. En este caso, sobre el

0rea de desli+amiento se produce un esfuer+o cortante, o tangencial, o de ci+alladura (figura '@). 4n0logamente a lo que sucede con el esfuer+o normal, elesfuer+o cortante se define como la relación entre la fuer+a y el 0rea a trav"s de lacual se produce el desli+amiento, donde la fuer+a es paralela al 0rea. El esfuer+ocortante (t ) ser calcula como (figura '=) (S4:4O4D,


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cortante (t ), ser0 función de la deformación angular (g ) y del módulo de cortantedel material (%)

t C % g

:os módulos de elasticidad E y % est0n relacionados mediante la e?presión(!>FF, '777)

% C E J (< (' Q m)) donde,

m es la relación de &osición del material

B+&+",)7)

httpJJ.virtual.unal.edu.coJcursosJsedesJpalmiraJ*999'**JleccionesJlec'J'R=.htm httpJJhtml.rincondelvago.comJsistemainternacionaldeunidades.html httpJJoc.unican.esJensenan+astecnicasJresistenciade

materialesJmaterialesJFemaT

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