fluidos

1. PRIMERA UNIDADPRIMERA UNIDAD
Propiedades de los fluidosPropiedades de los fluidos
Docente:
Ing. Bernardo Coloma Paxi
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO
FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRICOLA
CURSO
Mecánica de Fluidos

2. Introducción
 La Mecánica de Fluidos estudia las leyes del
movimiento de los fluidos y sus procesos de
interacción con los cuerpos sólidos.
 La característica fundamental de los fluidos es
la fluidez. El fluido cambia de forma de
manera continua cuando esta sometido a un
esfuerzo cortante, por un pequeño que sea
este.

3. TAREA
 Realizar un ensayo sobre orígenes
de la Mecánica de fluidos

4. Definición de FLUIDO:
Sustancia que se deforma constatemente
cuando se somete a un esfuerzo cortante
(por más pequeño 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).

5. 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 compresibles
EL COMPORTAMIENTO DE LIQUIDOS Y
GASES: es similar en conductos cerrados más
no en conductos abiertos.

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

7. Insertar figura 1.1
A
F
cortanteesfuerzo =_
Fuerza que causa que la velocidad U sea uniforme
Área de la placa superior
El fluido se deforma de abdc a la nueva posición ab’c’d
t
AU
F µ=
t
U
A
F
µτ ==
t
U Es la rapidez de
deformación angular
dy
du
µτ =En forma más general LEY DE VISCOSIDAD DE NEWTON

8. µel factor de proporcionalidad se denomina viscosidad del fluido
Insertar figura 1.2

9. UNIDADES
Sistema de unidades es congruente (o consistente) cuando una
unidad de fuerza causa que una unidad de masa sufra una unidad de
aceleración.
Sistema SI 2
111
seg
m
KgN ⋅≡
Insertar tabla 1.1
Sistema USC 2
111
seg
ft
sluglb ⋅≡
Unidad Derivada Unidad Derivada

10. 2
0
174.3211
seg
ft
g
lb
lb m
≡
Sistema USI necesita apoyarse en una cte. de proporcionalidad escribiendo la
2ª ley de Newton de la forma
a
g
m
F
0
=
En condiciones de gravedad estándar en el
vacío:
20 174.32
seglb
ft
lbg m
⋅
⋅⋅≡
Por lo tanto la gravedad específica g0 vale en USI:
en EEUU, en China o en la Luna
gMW ⋅=El peso W de un cuerpo se determina por el
producto de la masa M por la aceleración local
de la gravedad g.

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

12. DENSIDAD
se define como la masa por unidad de volumen
para agua a presión estandar (760 mmHg) y a 4 ºC,
o bien
VOLUMEN ESPECIFICO
es el recíproco de la densidad, es decir,
el volumen ocupado por la unidad de masa.
PESO ESPECIFICO
es el peso por unidad de volumen
depende de la aceleración de la gravedad
][: 3−
MLρ
3
/94.1 ftslugs=ρ
3
/1000 mKg=ρ
ρ
1
=sv
g⋅= ργ

13. DENSIDAD RELATIVA
relación entre el peso de una sustancia y el
peso de un volumen equivalente de agua en
condiciones estándar.
PRESIÓN
es la fuerza normal que enpuja contra un
área plana dividida por el área.
Dentro de un recipiente, el fluido ejerce también en
una presión contra las paredes, y el o
recipiente ejerce una reacción que será
compresiva para el fluido. En estática de fluidos
aguaagua
S
ρ
ρ
γ
γ
==
][: 2
Pa
m
N
área
fuerza
p ≡



=
][ psf ][ psi
hp ⋅= γ

16. GAS PERFECTO
las relaciones termodinámicas y los flujos de fluidos compresibles se
limitan al los gases prefectos (o ideales), los cuales satisfacen la
siguiente ley:
fluido ideal: carece de fricción y es imcompresible
gas perfecto: tiene viscosidad (desarrolla esfuerzos de corte) y es
compresible
La ecuación se puede escribir
y R tiene unidades de
TRvp s ⋅=⋅
RTp ρ=






⋅
⋅
≡





KKg
Nm
KKg
m
m
N
R
º
1
:
3
2

17. 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 análisis a nivel molecular e introduciendo la ley de
AVOGADRO (volúmenes iguales de gases a la misma T y p
absolutas tienen el mismo número de moléculas, por lo tanto, sus
masas son proporcionales a los pesos moleculares) resulta el producto
MR llamado cte universal de los gases.
M: peso molecular






⋅⋅
⋅
=
KmolKg
Nm
MR 8312






⋅
⋅
=
KKg
Nm
M
R
8312

18. Calor específico cv: es el número de unidades de calor agregadas por
unidad de masa para aumentar la temperatura 1 grado cuando V es cte.
Calor específico cp: es el número de unidades de calor agregadas por
unidad de masa para aumentar la temperatura 1 grado cuando p es cte.
k es la relación de calores específicos
R se relaciona con cv y cp mediante la forma
v
p
c
c
k =
Rcc vp +=

20. Si un barril de aceite pesa 1.5 KN, calcúlese 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.

21. Trabajo encargado
Un líquido con peso específico 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 líquido se vierte en una probeta graduada, se encuentra
que pesa 7N cuando ocupa un volumen de 500 ml. Determine el
peso específico, la densidad y la densidad relativa del líquido.
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 presión manometrica de 50
lb/pulg2, suponer que la temperatura es de 70 °F y que la presión
atmosférica es de 14.6lb/pulg2 (Abs)

22. MODULO ELASTICO A LA COMPRESION
Es importante cuando existen cambios repentinos o grandes en la
presión (GOLPE DE ARIETE). Un aumento de presión dp causará
una disminución del volumen -dV.
para agua a 20 ºC, K = 2.2 Gpa. (Ver tabla C.2 apéndice “C”).
PRESIÓN DE VAPOR
Cuando la presión arriba de un líquido es igual a la presión de vapor
ocurre la ebullición.
Es importante cuando la presión en el flujo tiene una fuerte reducción
en algunos lugares del sistema (CAVITACION).
V
dV
dp
K −=

23. TENSION SUPERFICIAL
Fenómeno que se observa en la interface entre un líquido y un gas, o
entre dos líquidos inmiscibles, debido a la atracción molecular debajo
de la superficie del líquido.
Insertar figura 1.6

24. Valores aprox. de propiedades de líquidos comunes
Insertar tabla 1.3