Este documento presenta conceptos básicos de mecánica de fluidos como hidrostática, definición de flujo, características de los fluidos, adhesión y cohesión, tensión superficial, capilaridad, densidad, peso específico, presión, principios de Pascal, Arquímedes y Bernoulli, ecuación de continuidad, gasto de fluidos, principio de Torricelli y descripciones de tubos de Pitot y Venturi.

1. UNIDAD 3
MECANICA DE
FLUIDOS
PALACIOS VILLEDA KEVIN
OSCAR ALEXIS ZABALETA VIJIL
GABINO OSMAR IBAÑEZ TIOL

2. HIDROSTATICA
 La hidrostática es la rama de la mecánica de fluidos que estudia los
fluidos en estado de reposo; es decir, sin que existan fuerzas que
alteren su movimiento o posición.

3. DEFINICION DE FLUJO
 Movimiento de las cosas líquidas o fluidas.
 Movimiento de un fluido por un lugar

4. CARACTERISTICAS DE LOS FLUIDOS
 Estabilidad
 Turbulencia
 Viscosidad
 Densidad
 Volumen
 Peso
 Gravedad Especifica
 Tensión superficial
 Capilaridad
 Fluidos newtonianos

5. AHDESION Y COHESION
 Es la propiedad de la materia por la cual se unen
y plasman dos superficies de sustancias iguales o
diferentes cuando entran en contacto, y se
mantienen juntas por fuerzas intermoleculares.
 cohesión es la fuerza de atracción entre
partículas adyacentes dentro de un mismo
cuerpo, mientras que la adhesión es la
interacción entre las superficies de distintos
cuerpos.

6. TENSION SUPERFICIAL
 Las fuerzas cohesivas entre las moléculas de
un líquido, son las responsables del fenómeno
conocido como tensión superficial. Las
moléculas de la superficie no tienen otras
iguales sobre todos sus lados, y por lo tanto se
cohesionan mas fuertemente, con aquellas
asociadas directamente en la superficie. Esto
forma una película de superficie, que hace
mas difícil mover un objeto a través de la
superficie, que cuando está completamente
sumergido.

7. CAPILARIDAD
 La capilaridad es una propiedad de los
líquidos que depende de su tensión superficial
(la cual, a su vez, depende de la cohesión o
fuerza intermolecular del líquido), que le
confiere la capacidad de subir o bajar por un
tubo capilar.
 Cuando un líquido sube por un tubo capilar,
es debido a que la fuerza intermolecular o
cohesión intermolecular entre sus moléculas
es menor que la adhesión del líquido con el
material del tubo; es decir, es un líquido que
moja. El líquido sigue subiendo hasta que la
tensión superficial es equilibrada por el peso
del líquido que llena el tubo. Éste es el caso
del agua, y esta propiedad es la que regula
parcialmente su ascenso dentro de las
plantas, sin gastar energía para vencer la
gravedad.

8. DENSIDAD Y PESO ESPESIFICO
 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.
 El peso específico de un fluido se calcula como su peso sobre una unidad de
volumen (o su densidad por g) . En el sistema internacional se mide en Newton /
metro cúbico.

9. DENSIDAD
 Densidad está relacionada con el grado de acumulación de
materia (un cuerpo compacto es, por lo general, más denso que
otro más disperso), pero también lo está con el peso. Así, un cuerpo
pequeño que es mucho más pesado que otro más grande es
también mucho más denso.

10. DENSIDAD RELATIVA
 es la relación entre la densidad de la sustancia y la densidad de la
sustancia de referencia (el agua se toma como referencia). Es una
cantidad sin dimensiones, por el cociente. Cuando decimos que un
cuerpo tiene una densidad de 5, lo que significa que tiene una
densidad cinco veces la del agua (para sólidos y líquidos).

11. Peso especifico
 Es el vínculo existente entre el peso de una cierta sustancia y el
volumen correspondiente. Puede expresarse en newtons sobre
metro cúbico (en el Sistema Internacional) o en kilopondios sobre
metro cúbico (en el Sistema Técnico).

12. Presión y sus unidades
 Se denomina presión a la magnitud que relaciona la fuerza
aplicada a una superficie y el área de la misma (solo aplicada a
fluidos). La presión se mide con manómetros o barómetros, según el
caso.
 Sistema internacional de unidades:
 Gigapascal (GPa), 109 Pa
 Megapascal (MPa), 106 Pa
 Kilopascal (kPa), 103 Pa
 Pascal (Pa), unidad derivada de presión del SI, equivalente a un
newton por metro cuadrado ortogonal a la fuerza.

13. Presión hidrostática
 Se describe como presión al acto y resultado de comprimir, estrujar
o apretar; a la coacción que se puede ejercer sobre un sujeto o
conjunto; o la magnitud física que permite expresar el poder o
fuerza que se ejerce sobre un elemento o cuerpo en una cierta
unidad de superficie.
 La presión hidrostática, por lo tanto, da cuenta de la 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.

14. Presión atmosférica
 Es la fuerza que ejerce el aire atmosférico sobre la superficie
terrestre.
 Y esto se debe al peso del aire sobre un cierto punto de la
superficie terrestre por lo tanto, es lógico suponer que cuanto más
alto esté el punto, tanto menor será la presión, ya que también es
menor la cantidad de aire que hay por encima.

15. Presión manométrica
 diferencia entre la presión absoluta o real y la presión atmosférica.
 Se aplica tan solo en aquellos casos en los que la presión es
superior a la presión atmosférica, pues cuando esta cantidad es
negativa se llama presión de vacío.

16. Presión absoluta
 Es un término que refiere a la acción y efecto de comprimir o
apretar. Puede tratarse de la opresión que se aplica sobre algo, de
la coacción que se ejerce sobre una persona o de la magnitud
física medida en pascales que indica la fuerza ejercida por un
cuerpo sobre una unidad de superficie.
 Se conoce como presión absoluta a la presión real que se ejerce
sobre un punto dado. El concepto está vinculado a la presión
atmosférica y la presión manométrica.

17. Principio de pascal
 el principio de Pascal es una ley enunciada por el físico y
matemático francés Blaise Pascal (1623-1662).
 El principio de Pascal afirma que la presión aplicada sobre un
fluido no compresible contenido en un recipiente indeformable se
transmite con igual intensidad en todas las direcciones y a todas
partes del recipiente.
 Este tipo de fenómeno se puede apreciar, por ejemplo en la prensa
hidráulica la cual funciona aplicando este principio.

18. Principio de Arquímedes
 El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sólido
sumergido total o parcialmente en un fluido experimenta un
empuje vertical y hacia arriba con una fuerza igual al peso del
volumen de fluido desalojado.
 El objeto no necesariamente ha de estar completamente
sumergido en dicho fluido, ya que si el empuje que recibe es mayor
que el peso aparente del objeto, éste flotará y estará sumergido
sólo parcialmente.

19. Fluido gasto
 Flujo y gasto
 Flujo
 Es la cantidad de masa de un liquido que fluye a través de una tubería
en un segundo.
 El flujo se define como;
 F=M/T
 F=ρV/T
 F=ρG
 El gasto en física es la cantidad de volumen o de agua que pasa por
un tubo o conducto a través de un tiempo determinado.
 El gasto se representa de la sig. manera;
 g=v/t o g=VA
 Las unidades de medida de esto son;
 m3 / seg

20. Ecuación de continuidad
 Es un caso particular del principio de conservación de la masa. Se
basa en que el caudal (Q) del fluido ha de permanecer constante a lo
largo de toda la conducción.
 Dado que el caudal es el producto de la superficie de una sección del
conducto por la velocidad con que fluye el fluido, tendremos que en
dos puntos de una misma tubería se debe cumplir que:
 Que es la ecuación de continuidad y donde:
 S es la superficie de las secciones transversales de los puntos 1 y 2 del
conducto.
 v es la velocidad del flujo en los puntos 1 y 2 de la tubería.
 Se puede concluir que puesto que el caudal debe mantenerse
constante a lo largo de todo el conducto, cuando la sección
disminuye, la velocidad del flujo aumenta en la misma proporción y
viceversa.

21. Ecuación de Bernoulli
 La ecuación de Bernoulli describe el comportamiento de un fluido bajo condiciones
variantes y tiene la forma siguiente:
 begin{displaymath}
 P+frac{1}{2}rho v^{2}+rho gh=constante
 end{displaymath}
 En la ecuación de Bernoulli intervienen los parámetros siguientes:
 P: Es la presión estática a la que está sometido el fluido, debida a las moléculas que
lo rodean
 p: Densidad del fluido.
 V: Velocidad de flujo del fluido.
 g: Valor de la aceleración de la gravedad ($9.81 m.s^{-2}$ en la superficie de la
Tierra).
 h: Altura sobre un nivel de referencia.

22. Principio de Torricelli
 El teorema de Torricelli es una aplicación del principio de Bernoulli y estudia el
flujo de un líquido contenido en un recipiente, a través de un pequeño orificio,
bajo la acción de la gravedad. A partir del teorema de Torricelli se puede
calcular el caudal de salida de un líquido por un orificio. "La velocidad de un
líquido en una vasija abierta, por un orificio, es la que tendría un cuerpo
cualquiera, cayendo libremente en el vacío desde el nivel del líquido hasta el
centro de gravedad del orificio":
 Donde:
 es la velocidad teórica del líquido a la salida del orificio
 es la velocidad de aproximación.
 es la distancia desde la superficie del líquido al centro del orificio.
 es la aceleración de la gravedad
 Para velocidades de aproximación bajas, la mayoría de los casos, la expresión
anterior se transforma en:

23. Tubo de Pitot
 Es un instrumento elemental para la medición de velocidades de
flujo de gases o Manómetros de tubo de Pitot para profesionales
de aire en canales.

24. Tubo de Venturi
 es un dispositivo que origina una pérdida de presión al pasar por él
un fluido. En esencia, consta de una tubería corta recta, o
garganta, entre dos tramos cónicos. La presión varía en la
proximidad de la sección estrecha; así, al colocar un manómetro o
instrumento registrador en la garganta se mide la caída de presión
y hace posible calcular el caudal instantáneo”.