hidrostatica e hidrodinamica

2. L
A
H
I
D
R
Ó
S
T
A
T
I
C
A
DEFINICIÓN
PRINCIPIOS
CONCEPTOS PREVIOS
PROPIEDADES
PASCAL
ARQUIMEDES
PRIMARIAS
SECUNDARIOS
DENSIDAD
PESO
ESPECÍFICO
PRESIÓN

3. 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.

4. HIDROSTÁTICAHIDROSTÁTICA

6. VISCOSIDADVISCOSIDAD
Es una medida de la resistencia que
opone un líquido afluir.
 |

7. TENSIÓN SUPERFICIALTENSIÓN SUPERFICIAL
Este fenómeno se presenta debido
a la atracción entre moléculas de
un líquido.

8. COHESIÓNCOHESIÓN
Es la fuerza que mantiene unidas a
las moléculas de una misma
sustancia.

9. ADHERENCIAADHERENCIA
Es la fuerza de atracción que se
manifiesta entre las moléculas de
dos sustancias diferentes en
contacto.

10. CAPILARIDADCAPILARIDAD
 Se presenta cuando existe contacto
entre un líquido y una pared sólida,
especialmente si son tubos muy delgados
llamados capilares.

12. 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.

13. PRINCIPIO DE ARQUIMEDESPRINCIPIO DE ARQUIMEDES
 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.

14. Principio dePrincipio de
ArquímedesArquímedes

15. ARQUIMEDESARQUIMEDES

16.  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.

17. SE OBSERVA 3 CASOSSE OBSERVA 3 CASOS

19. • El cuerpo estará en
equilibrio
(Fuerza resultante
nula)
“Flotará entre las
aguas”
• Formula:
 n equilibrio
1) PESO = EMPUJE:

20.  Que el peso sea menor que el empuje,
 El cuerpo ascenderá y quedara
flotando
2) PESO < EMPUJE

21. 3) PESO > EMPUJE
 Que el peso sea mayor que el liquido
 El cuerpo se hundirá.

23. CaracterísticasCaracterísticas

24. Blaise PascalBlaise Pascal

25.  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 DE PASCALBIOGRAFIA DE PASCAL:

26.  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:

27. PRENSA HIDRÁULICA:
• Es una máquina compleja
semejante a un camión
de Arquímedes
• Permite amplificar la
intensidad de las fuerzas.

28. Prensa HidráulicaPrensa Hidráulica

29. PISTÓN:

31. 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.

32. ESTÁTICA DE FLUIDOS
EL ESTUDIO DE FLUIDOS EN EQUILIBRIO CONSTITUYE
EL OBJETIVO DE LA ESTÁTICA DE FLUIDOS.

33. 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.

34. 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

35. 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.

36. 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.

37. Cálculo de laCálculo de la
relación 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:

38.  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

40. 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

41. Ejemplo

42. 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

43. EJEMPLO

44. PRESIÓN (p)
 Cuando un cuerpo interactua por
contacto contra otro, lo hace mediante
una fuerza aplicada siempre sobre una
superficie determina.

45. 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

46. 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.

47. HIDRODINAMICA
2015

48. 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

49. 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.

50. caudal
Es el volumen de un liquido que fluye por un determinado
tiempo .
Q= volumen
tiempo
Caudal

52. 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.

53. FLUJO DE FLUIDOS
Se denomina flujo de fluidos al
movimiento de fluidos. Pueden ser:
Tipos de flujos de fluidos:
Flujo laminar:
Flujo turbulento:

54. • Flujo compresible:
• Flujo estacionario:
• Flujo viscoso
• Flujo rotacional

55. TUBO DE CORRIENTE
Es 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.

56. Tubo Venturi

57. Tubo Venturi
 Para aplicar las ecuaciones de mecánica
de fluidos es necesario observar las líneas
de corriente

58. Tubo de Pitot

59. 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 TUBERÍA
b)LA ALTURA DEL AGUA EN EL DEPÓSITO MEDIDA
SOBRE EL EJE DE LA TUBERÍA
c)LA POTENCIA HIDRÁULICA DEL CHORRO A LA SALIDA
DE la tubería
1 22
SOLUCIÓN
Debemos tener en
cuenta que:
1 m3
= 106
cm3
=103
litros
1 pulgada=2,54
cm=0,0254 mEl caudal de salida es
0,105 m³/s
Q1=Q2=Q=Av=constante

60. NUMERO DE REYNOLDS

61.  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 tubería
v = velocidad del fluido
ρ = densidad del fluido
μ = viscosidad del fluido

62.  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

63. 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

64. Ejemplo:

65. Mensaje: