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LA
HIDRÓSTATICA
DEFINICIÓN
PRINCIPIOS
CONCEPTOS PREVIOS
PROPIEDADES
PASCAL
ARQUIMEDES
PRIMARIAS
SECUNDARIOS
DENSIDAD
PESO ESPECÍFICO
PRESIÓN
HIDROSTÁTICAHIDROSTÁTICA La hidrostática tiene como objetivo
estudiar los líquidos en reposo. El término de fluido se aplica a líquidos y gases porque ambos tienen propiedades comunes. No obstante conviene recordar que un gas puede comprimirse con facilidad, mientras un líquido es prácticamente incompresible.
HIDROSTÁTICAHIDROSTÁTICA
VISCOSIDADVISCOSIDADEs una medida de la resistencia
que opone un líquido afluir. |
TENSIÓN SUPERFICIALTENSIÓN SUPERFICIALEste fenómeno se presenta debido
a la atracción entre moléculas de un líquido.
COHESIÓNCOHESIÓN
Es la fuerza que mantiene unidas a las moléculas de una misma sustancia.
ADHERENCIAADHERENCIA
Es la fuerza de atracción que se manifiesta entre las moléculas de dos sustancias diferentes en contacto.
CAPILARIDADCAPILARIDAD
Se presenta cuando existe contacto entre un líquido y una pared sólida, especialmente si son tubos muy delgados llamados capilares.
BIOGRAFIA DE ARQUIMEDESBIOGRAFIA DE ARQUIMEDES
Nació 287 A.C Entre sus inventos más
destacados encontramos la palanca, la polea (simple y compuesta), las catapultas y numerosos elementos destinados a la defensa.
PRINCIPIO DE PRINCIPIO DE ARQUIMEDESARQUIMEDES El principio de Arquímedes
afirma : Que todo cuerpo sumergido
en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado.
Tal fuerza se conoce como EMPUJE.
Principio de Principio de ArquímedesArquímedes
ARQUIMEDESARQUIMEDES
Los fluidos ejercen fuerzas ascensionales sobre sus objetos situados en su seno.
La naturaleza y valor de estas fuerzas quedan determinadas en el PRINCIPIO DE ARQUÍDEMES.
SE OBSERVA 3 CASOSSE OBSERVA 3 CASOS
• El cuerpo estará en equilibrio(Fuerza resultante nula)“Flotará entre las aguas”
• Formula: n equilibrio
1) PESO = EMPUJE:
Que el peso sea menor que el empuje, El cuerpo ascenderá y quedara
flotando
2) PESO < EMPUJE
3) PESO > EMPUJE Que el peso sea mayor que el liquido
El cuerpo se hundirá.
CaracterísticasCaracterísticas
Blaise PascaBlaise Pascall
Nacimiento: 19 de Junio de 1963
Inventó la prensa hidráulica.
Inventó la primera calculadora digital en 1642 para ayudar a su padre.
Falleció el 19 de agosto de 1662 en París, Francia.
BIOGRAFIA BIOGRAFIA DE PASCALDE PASCAL:
La presión ejercida por un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos de fluidos.
PRINCIPIO DE PASCAL:
PRENSA HIDRÁULICA:
• Es una máquina compleja semejante a un camión de Arquímedes
• Permite amplificar la intensidad de las fuerzas.
Prensa Prensa HidráulicaHidráulica
PISTÓN:
CONCEPTOS PREVIOS
Los líquidos no compresibles: poseen volumen propio
Los gases compresibles: ocupan la totalidad del volumen del recipiente que los contiene.
Un fluido fluye siempre que actúan sobre el fuerzas de distorsión.
Los líquidos y gases tienen la capacidad de fluir y adoptar la forma de los recipientes que los contiene, por ellos de denomina fluidos.
ESTÁTICA DE FLUIDOSEL ESTUDIO DE FLUIDOS EN EQUILIBRIO CONSTITUYE EL OBJETIVO DE LA ESTÁTICA DE FLUIDOS.
DENSIDAD La densidad es la cantidad de
masa por unidad de volumen. Se denomina con la letra ρ. En el sistema internacional se
mide en kilogramos / metro cúbico.
PRESIÓN HIDROSTÁTICA Presión o fuerza que el peso de
un fluido en reposo puede llegar a provocar. Se trata de la presión que experimenta un elemento por el sólo hecho de estar sumergido en un líquido.
La presión hidrostática (p) Se calcula a partir de la
multiplicación de la gravedad (g), la densidad (d) del líquido y la profundidad (h).
En ecuación: p = d x g x h
PESO ESPECÍFICO Se denomina peso
específico de un gas o líquido al peso de la unidad de su volumen.
Tanto la temperatura como la presión influyen en el peso específico.
El valor del peso específico, normalmente en Kg/m3 o en gr/cm3.
PRESIÓN La presión se define como fuerza sobre
unidad se superficie. Símbolo: p Es una magnitud física escalar que mide la
fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie.
En el Sistema Internacional la presión se mide en una unidad derivada que se denomina pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de un newton actuando uniformemente en un metro cuadrado.
Cálculo de laCálculo de larelación de fuerzasrelación de fuerzas Cuando se aplica una fuerza sobre el émbolo
de menor área se genera una presión
Del mismo modo en el segundo émbolo:
Se observa que el líquido está comunicado, luego por el principio de Pascal, la presión en los dos pistones es la misma, por tanto se cumple que:
Esto es: y la relación de fuerzas:
Luego la fuerza resultante de la prensa hidráulica es:
Donde: fuerza del émbolo menor en N, D, KgF gF = fuerza del émbolo mayor en N, D, KgF gF = área del émbolo menor en m2 cm2 in2 = área del émbolo mayor en m2 cm2 in2
DENSIDAD ABSOLUTA (p)
Denominamos así a aquella magnitud física de tipo escalar, que nos indica la masa de un cuerpo contenido en cada unidad de volumen.
p=m/v Unidad SI: (p)= kg/m3
Ejemplo
PESO ESPECIFICO ABSOLUTO
Designamos con este nombre a aquellas magnitud física escalar, que nos indica el peso de un cuerpo en cada unidad de volumen.
r=p/v Unidades S.I: ( r ) =N/m3
EJEMPLO
PRESIÓN (p)
Cuando un cuerpo interactua por contacto contra otro, lo hace mediante una fuerza aplicada siempre sobre una superficie determina.
ENTALPÍA
Es una magnitud termodinámica. Simbolizada con “H” mayúscula, cuya
variación expresa la cantidad de energía que un sistema puede intercambiar con su entorno.
H = U + PV
ENTROPÍA Es una magnitud física que permite
determinar la parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo.
Simboliza con S. Fórmula:
Es la cantidad de calor absorbida en el proceso.
Es la temperatura absoluta.
HIDRODINAMICA
2015
La hidrodinámica
estudia los fluidos en
movimiento.
Podemos decir que los fluidos es todo cuerpo que
pueda desplazarse fácilmente ,
incluyendo tanto líquidos como a
gases
DANIEL BERNOULLI• Científico holandés que descubrió
los principios básicos del comportamiento de los fluidos .
• Era hijo de jean Bernoulli y sobrino de Jackes Bernoulli , dos investigadores que hicieron aportaciones importantes al primitivo desarrollo del calculo.
• Estudio el flujo de los fluidos y formulo el teorema según el cual la presión ejercida por un fluido es inversamente proporcional a su velocidad de flujo.
caudalEs el volumen de un liquido que fluye por un determinado tiempo .
Q= volumentiempo
Caudal
VISCOSIDAD
Propiedad de un fluido que tiene a oponerse a su fluido cuando se le aplica una fuerza. Los fluidos de alta viscosidad presentan una cierta resistencia a fluir, los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad.
FLUJO DE FLUIDOSSe denomina flujo de fluidos al
movimiento de fluidos. Pueden ser:Tipos de flujos de fluidos: Flujo laminar:Flujo turbulento:
• Flujo compresible: • Flujo estacionario:• Flujo viscoso• Flujo rotacional
TUBO DE CORRIENTEEs la parte de un fluido limitado por un haz de líneas de corriente. Todas las partículas que se hallan en una sección de un tubo de corriente, al desplazarse continúan moviéndose por su sección sin salirse del mismo. De igual forma ninguna partícula exterior al tubo de corriente puede ingresar al interior del tubo.
Tubo Venturi
Tubo Venturi Para aplicar las ecuaciones de mecánica
de fluidos es necesario observar las líneas de corriente
Tubo de Pitot
EJEMPLO:DE UN DEPÓSITO MUY GRANDE SALE AGUA A TRAVÉS DE UNA TUBERÍA DE 10 PULGADAS DE DIÁMETRO, LA QUE POR MEDIO DE UNA REDUCCIÓN PASA A 5 PULGADAS; DESCARGANDO LUEGO LIBREMENTE A LA ATMÓSFERA. SI EL CAUDAL A LA SALIDA ES 105 LITROS/SEGUNDO, CALCULAR:a)LA PRESIÓN EN LA SECCIÓN INICIAL DE LA TUBERÍAb)LA ALTURA DEL AGUA EN EL DEPÓSITO MEDIDA SOBRE EL EJE DE LA TUBERÍAc)LA POTENCIA HIDRÁULICA DEL CHORRO A LA SALIDA DE la tubería
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SOLUCIÓNDebemos tener en cuenta que:
1 m3 = 106 cm3 =103 litros1 pulgada=2,54 cm=0,0254 mEl caudal de salida es
0,105 m³/s
Q1=Q2=Q=Av=constante
NUMERO DE REYNOLDS
El número de Reynolds (Re) es un número adimensional utilizado en mecánica de fluidos, diseño de reactores y fenómenos de transporte para caracterizar el movimiento de un fluido. Este numero recibe su nombre en honor de Osborne Reynolds (1842-1912), quien lo describió en 1883.
El numero de Reynolds relaciona la Densidad, viscosidad y velocidad de un flujo en una expresión adimensional, que se expresa como:
Donde:D = diámetro de la tuberíav = velocidad del fluidoρ = densidad del fluidoμ = viscosidad del fluido
Además el número de Reynolds permite predecir el carácter turbulento o laminar en ciertos casos. Así por ejemplo en conductos si el número de Reynolds es menor de2000 el flujo será laminar y si es mayor de 4000 el flujo será turbulento.
Flujo Laminar Flujo Turbulento
FLUJO TRANSICIONAL
Para valores de:
La línea del Fluido dentro de la tubería pierde estabilidad formando pequeñas ondulaciones variables en el tiempo, manteniéndose sin embargo delgada. Este régimen se denomina de transición
Ejemplo:
Mensaje:
