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  1. 1. MECÁNICA DE FLUIDOS Docente: Ms. Ing. Orlando Vilca Moreno
  2. 2. Mecánica de Fluidos La Mecánica de los Fluidos es la ciencia queestudia el comportamiento de los fluidos enreposo o en movimiento y la interacción deestos con sólidos o con otros fluidos en lasfronteras.
  3. 3. Ramas de la mecánica de fluidos La estática de fluidos, que trata los fluidos en el estado de equilibrio sin esfuerzo cortante. La dinámica de fluidos, que trata los fluidos cuando partes de los mismos se mueven con relación a otras.
  4. 4. FLUIDOUn fluido se define como una sustancia que sedeforma de manera continua cuando actúasobre ella un esfuerzo cortante de cualquiermagnitud.Una sustancia en la fase liquida o en la gaseosase conoce como fluido.El agua, aceite y aire fluyen cuando sobre ellosactúa un esfuerzo cortante.
  5. 5. LIQUIDOS AGUA, ALCOHOL, ACEITEFLUIDOS AIRE, OXIGENO, NITROGENO GASES
  6. 6. El conocimiento de losfluidos es esencial, nosolamente para tratar conexactitud los problemas demovimiento de fluidos a travésde tuberías, bombas y otrostipos de aparatos, sinotambién para el estudio delflujo de calor y de muchasoperaciones de separaciónque dependen de la difusión yla transferencia de materia.
  7. 7. Caracterización de Fluidos Un fluido puede ser caracterizado de diferentes maneras: • Espaciamiento molecular • Actividad molecular En un fluido el espaciamiento entre moléculas es mayor que en un sólido, como también es mayor el rango de movimiento de las moléculas de un gas.
  8. 8. Diferencia entre un sólido y un líquido
  9. 9.  Un fluido ideal es una sustancia que cuando está en equilibrio estático, NO SOPORTA fuerzas tangenciales o de corte. Un fluido sometido a esfuerzos de corte fluye inmediatamente, no importa cuan pequeño sea éste (fluido ideal). Cualquier sustancia que tiene la capacidad de fluir es un fluido: Liquido, Gas, Plasma
  10. 10. Diagrama ReológicoLos fluidos se clasifican en:  newtonianos (p. ej. gases o líquidos mas comunes) y  no newtonianos (p. ej. hidrocarburos espesos y de cadenas largas). En un fluido newtoniano existe una relación lineal entre la magnitud del esfuerzo cortante aplicado y la tasa de deformación resultante, tal como se muestra en la Figura 2. En un fluido no newtoniano existe una relación no lineal entre la magnitud del esfuerzo cortante aplicado y la tasa de deformación angular (ver figura 2).
  11. 11. no ano n ia o ni to tTasa de deformación ew ew l Fluido ideal N N d ea no i i do o Flu id o stic u lá Fl P i ca róp i xot ic ie t p erf Su Esfuerzo de fluencia Esfuerzo Cortante τ Figura 2. Diagrama Reológico
  12. 12. Los gases y los líquidos mas comunestienden a ser fluidos newtonianos, mientrasque los hidrocarburos espesos y decadenas largas pueden ser no newtonianos.Si se considera un fluido no viscoso (porconsecuencia el esfuerzo cortante es cero)e incompresible, entonces éste se conocecomo un fluido ideal y se representagráficamente como la ordenada de la figura2.
  13. 13. Un plástico ideal tiene un esfuerzo defluencia definido y una relación linealconstante de τ a du/dy. Una sustancia tixotrópica (tinta deimpresora), tiene una viscosidad quedepende de la deformación angularinmediatamente anterior a la sustanciay tiene una tendencia a solidificarsecuando se encuentra en reposo.
  14. 14. Propiedades de los fluidos Densidad Módulo de elasticidad Volumen específico y densidad relativa Viscosidad Tensión Superficial: Capilaridad
  15. 15. Densidad La densidad es una de las propiedades más habituales y útiles en el estudio de los fluidos: relaciona la masa de una porción de fluido y el volumen que esta porción ocupa Se expresa como: ρ = m / v Sus unidades son: g / cm3 = g / mL kg / L = 1000 kg / m3 lb / pie3
  16. 16. Densidades de algunas substancias (kg/m3)Aire 1,29 Aluminio 2 700Helio 0,18 Cobre 8 920Hidrógeno 0,09 Hierro 7 860Agua dulce 1 000 Plomo 11 300Hielo 917 Oro 19 300Agua salada 1 030 Mercurio 13 600Alcohol 806 Madera 373
  17. 17. COMPRESIBILIDAD:En la mayoría de los casos, un líquidose podría considerar incompresible,pero cuando la presión cambiabruscamente, la compresibilidad sehace evidente e importante. Lo mismoocurre si hay cambios importantes detemperatura. La compresibilidad seexpresa mediante el módulo elástico decompresión.
  18. 18. ViscosidadLos gases y los líquidos tienen una propiedad conocida comola viscosidad.Se puede definir como la resistencia a fluir ofrecida por unliquido, resultante de los efectos combinados de la cohesión yla adherencia.La viscosidad se produce por el efecto de corte odeslizamiento resultante del movimiento de una capa defluido con respecto a otro y es completamente distinta de laatracción molecular.
  19. 19. PRESIONAl aplicar una fuerza sobre un cuerpodeformable, los efectos que provocadependen no solo de su intensidad, si notambién de como este repartida sobre lasuperficie del cuerpo.El coeficiente entre la intensidad F de lafuerza aplicada perpendicularmentesobre una superficie dada y el área S dedicha superficie se denomina el escalarpresión. P=F/S
  20. 20. La presión representa la intensidad dela fuerza que se ejerce sobre cadaunidad de área de la superficieconsiderada. Cuando mayor sea lafuerza que actúa sobre una superficiedada, mayor será la presión, y cuantomenor sea la superficie para una fuerzadada mayor será la presión resultante.
  21. 21. TRABAJO DE INVESTIGACIÓN Forme su equipo de trabajo (4 estudiantes) Para el próximo CLASE investigar, conceptos y ejemplos. Realizar un ensayo sobre la historia de la M.F e importancia de la mecánica de fluidos en la carrera. (Entregar impreso). En su cuaderno lo siguiente:Áreas de aplicación de la mecánica de fluidosPropiedades de los fluidos: viscosidad, presión, densidad,peso específico y gravedad específica.Fluidos Newtonianos y no Newtonianos, Variación de laviscosidad con la temperatura, índice de viscosidad y medición de la viscosidad.

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