Introduccion de Mecanica de Fluidos

1. Fundamentos de la Mecánica de Fluidos
Asignatura: Mecánica de Fluidos I
Docente : Ing. Daniel Cárdenas García
Tacna, Junio 2022
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UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA

2. Contenido a Desarrollar
Aplicaciones de la Mecánica F.
Origen y Conceptos generales
Propiedades de los Fluidos
Contenido
Generalidades, objetivos, contenido
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Normas y evaluación

3. OBJETIVOS
Conceptual: Identifica los distintos comportamientos de los fluidos
en las tuberías, mediante la interpretación correcta, para realizar
los principales cálculos dinámicos involucrados en la mecánica de
fluidos.
Procedimental: Determina las distintas pérdidas en tuberías y
accesorios, para la selección de la tubería más indicada en cualquier
proceso en que se transporten fluidos.
Actitudinal: Valora la importancia de los proceso y cálculos,
mediante la solución de problemas en equipo, para la correcta
selección de las característica de las tuberías empleadas en los
diferentes procesos de transporte de fluidos.

4. UNIDADES TEMÁTICAS
I Unidad
II Unidad
VI Unidad
Fundamentos de
Mecánica de Fluidos
Dinámica de
carga en
tuberías
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III Unidad
Instrumentación
en Equipos
Movimientos de
fluidos
incompresibles
V Unidad
Equipos
impulsores de
fluidos
comprensibles

5. ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE
Las estrategias de aprendizaje utilizadas de
Elaboración
 Resumen
 Toma de notas
 Realiza pregunta
 Participación en foro
 Análisis de información
 Visita a ferretería.

6. ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE
Las estrategias de aprendizaje utilizadas de
Organización
 Mapas conceptuales
 Trabajo final de curso
 Trabajo en equipo
 Exposición oral de resultados de trabajos y discusión de los
mismos
 Portafolio Digital

7. PROYECTO FINAL DE CURSO
Diseño de un sistema de
tuberías para el transporte
de fluidos en un proceso
aplicado a la ingeniería
m,ecvánica

8. EVALUACIÓN
Propuesta 1:
 La evaluación se plantea como un proceso continuo y
reflexivo, se utiliza la evaluación diagnóstica, formativa y
cuantitativa. Portafolio de evidencias.
Propuesta 2:
 Examen 35 puntos - I Parcial
 Examen 35 puntos - II Parcial
 Acumulado 30 puntos

9. Libros Mecánica de Fluidos
Munson. Fundamentos de la Mecánica de Fluidos.
Primera edición. (Digital)
Robert L. Mott. Mecánica de Fluidos. Sexta Edición.
(Digital)
Victor L. Streeter. Mecánica de Fluidos. Novena
Edición (Digital).
www.avdiaz.wordpress.com

10. I UNIDAD:Fundamentos de mecánica de Fluidos
Contenido
• Introducción e historia de la mecánica de fluidos.
• Definición de fluido y esfuerzo cortante.
• Clasificación de los fluidos
• Áreas de aplicación de la mecánica de fluidos
• Propiedades de los fluidos: viscosidad, presión, densidad, peso
• específico y gravedad específica.
• Fluidos Newtonianos y no Newtonianos.
• Variación de la viscosidad con la temperatura, índice de viscosidad
y medición de la viscosidad.
• Problemas de Aplicación.
• Almacenamiento de líquidos y gases.

11. Historia de la Mecánica de Fluidos
Civilizaciones
Antiguas
Diseño de lanchas
y barcos, desarrollo
de abastecimiento
de agua.
Sin conocimiento
matemático y
mecánico.
Civilización
Griega e imperio
romano.
Primeros escritos
de Arquímedes.
Principios de la
hidrostática y la
flotación.
Leonardo da
Vinci (inicio de
la mecánica
experimental),
Galileo Galilei,
Newton, etc.
Periodo
Renacimiento
1 Etapa 2 Etapa 3
Etapa
4
Etapa
Siglo XX
Hidrodinámica
teórica e
hidráulica
experimental.

12. Mecánica de Fluidos
La mecánica de fluidos es la disciplina que
estudia el comportamiento de líquidos y
gases en reposo (estática) o en movimiento
(dinámica). (Young, Donald).

13. Un FLUIDO
Sólido Fluido
Duro y no se deforma
fácilmente.
Suave y se deforma
fácilmente.
Posee moléculas poco
espaciadas y
ordenadas.
Las moléculas están
mas espaciadas,
mayor libertad de
movimiento.
Un fluido es una sustancia que se deforma de manera continua cuando
sobre ella actúa una fuerzo cortante (fuerza por unidad de área) de
cualquier magnitud.

14. Diferencia entre un sólido y un líquido

15. 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.
Se clasifican en líquidos y gases, los fluidos.

16. Propiedades de los fluidos
Densidad
Peso específico
Densidad relativa
Volumen específico y densidad relativa
Viscosidad
• Tensión Superficial: Capilaridad
Presión
Gravedad Específica

17. Presión
Cantidad de fuerza que se ejerce sobre una
unidad de área de una sustancia.
P=F/A
F=m*a Unidad de medida
kg*m/S2 =N
Los gases se comprimen con facilidad
Los líquidos se comprimen muy poco

18. Importante de considerar en los fluidos sobre la
presión
Actúa de forma uniforme en
todas las direcciones de un
volumen pequeño de un
fluido.
Actúa de manera
perpendicular a la pared.

19. Masa (m)
Es la medida de la cantidad de fluido
M=F/a donde a = aceleración
PESO (W)
La Fuerza con la que un fluido es atraído
hacia la tierra por la acción de la gravedad.
W=m*g donde g=9.81 m/S2
g=32.2 pie/S2

20. 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: r = m / v
 Sus unidades de medida son:
g / cm3 = g /ml
kg / L = 1000 kg / m3
lb / pie3

21. Aire 1,29 Aluminio 2 700
Helio 0,18 Cobre 8 920
Hidrógeno 0,09 Hierro 7 860
Agua dulce 1 000 Plomo 11 300
Hielo 917 Oro 19 300
Agua salada 1 030 Mercurio 13 600
Alcohol 806 Madera 373
Densidades de algunas substancias (kg/m3)

22. Peso Específico
V: Volumen W: peso
Unidad de medida: N/m3

23. Viscosidad
Los gases y los líquidos tienen una propiedad conocida
como la viscosidad.
Se puede definir como la resistencia a fluir ofrecida por un
liquido, resultante de los efectos combinados de la cohesión
y la adherencia.

24. Unidad de Medida Viscosidad
La viscosidad de un fluido puede medirse por un parámetro
dependiente de la temperatura llamado coeficiente de
viscosidad o simplemente viscosidad:
Coeficiente de viscosidad dinámico, designado como η o μ.
En unidades en el SI: [µ] = [Pa·s] = [kg·m-1·s-1] ;
(Pa·s), que corresponde exactamente a 1 N·s/m² o
1 kg/(m·s).
otras unidades:
1 poise = 1 [P] = 10-1 [Pa·s] = [10-1 kg·s-1·m-1]

25. Viscosidad Dinámica
Se obtiene como cociente de la
viscosidad dinámica (o absoluta) y la
densidad.
ν = μ/ρ. (En unidades en el SI: [ν] = [m2.s
La unidad en el SI es el (m²/s).

26. Importante de Considerar
Una cosa importantes saber es que la
viscosidad de los líquidos depende mucho de la
temperatura. A mayor temperatura, el líquido es
mas fluido.
Es decir, la viscosidad disminuye. Dicho de otra
manera, a medida que se incrementa la
temperatura, la miel se hace más líquida.

27. Pregunta: ¿ La sangre tiene viscosidad ?
Rta: Sí, tiene. Pero es bastante chica. La
viscosidad de la sangre es un poco mayor que la
del agua. Lo mismo pasa con la viscosidad del
plasma sanguíneo.
Viscosidad NO ES densidad. Un líquido puede
ser muy denso pero poco viscoso. ( El mercurio,
por ejemplo ).

28. Gravedad específica
Es la razón de la densidad de una
sustancia a la densidad del agua a
4°C.

29. Gravedad específica
Es la razón del peso específico de
una sustancia al peso específico
del agua a 4 C.

30. Ejercicios
1. Si 6 m3 de un aceite pesan 5080 kg,
calcular su peso específico, densidad y
densidad relativa.
2. Si un depósito de aceite tiene una masa
de 825 kg y un volumen de 0.917 m3,
calcule el peso, la densidad, peso
específico y gravedad especifica del
aceite.

31. Ejercicios
3.- La densidad del vinagre es de 1.08 g/cm3.
Calcule su peso específico en lb/pie3, en un
volumen de 500 ml.
4.- Determine la viscosidad dinámica de los
siguientes fluidos:
 Glicerina a 20 0C y 40 0C
• Mercurio a 60 0F y 210 0F
• Hidrogeno a 40 0C
• Agua a 40 0C y 50C
TAREA

32. TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
Forme su equipo de trabajo (3 estudiantes)
Realizar un ensayo sobre la historia de la M.F. y
Áreas de aplicación de la mecánica de fluidos.
 Importancia de la mecánica de fluidos en la
carrera.
(Entrega aula virtual)

33. TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
Tarea: Investigar sobre; conceptos, ejemplos, unidades de
medida, ecuaciones referido:
Propiedades de los fluidos: viscosidad, presión, fuerza,
densidad, peso específico y gravedad específica.
Fluidos Newtonianos y no Newtonianos, variación de la
viscosidad con la temperatura, índice de viscosidad y
medición de la viscosidad.
 (Entrega aula virtual)
Tener tabla de conversión de unidades ambos sistemas.

34. “Adquirir conocimientos es como incorporar
alimentos, un proceso de transformación y
adecuación para poder integrarlos”