1. MECANICA DE FLUIDOS
INGENIERIA DE SISTEMAS
MECANICA DE LOS
FLUIDOS
UNIVERSIDAD BICENTENARIA DE ARAGUA
INGENIERIA DE SISTEMAS
MECANICA Y GEOMETRIA
OSCAR PEREZ 21496
INGENIERIA DE SISTEMAS ASIGNATURA MECANICA UBA
2. FLUIDOS
• Se denomina fluido una sustancia que se deforma
continuamente bajo esfuerzo de corte, por pequeños que estos
sean. Una fuerza constante actúa tangencialmente a una
superficie y al dividirse entre el área de la superficie, da como
resultado el esfuerzo cortante medio sobre dicha área.
• Es importante denotar que en la naturaleza existen tres tipos
de estados solido liquido y gaseoso pero solo son fluidos
aquellos dos últimos nombrados
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3. EJEMPLO PRACTICO
Pensemos una sustancia colocada entre 2 placas paralelas un poco separadas y
superficialmente extendidas, de tal manera que las condiciones en sus extremos puedan
despreciarse. La placa interior esta fija y en la placa superior se aplica una fuerza F; la cual
ejerce un esfuerzo cortante F/A sobre cualquier sustancia que se encuentren entre las placas.
El área A corresponde a la placa superior si la fuerza F ocasiona que la placa superior se
mueva con velocidad constante, sin importar que tan pequeña sea la magnitud de F, entonces
se podrá concluir que la sustancia entre las placas es fluido.
Un fluido en inmediato contacto con una frontera sólida tiene la misma velocidad que la
frontera, es decir no existe deslizamiento sobre este último.
El fluido contenido en el área a b c d fluido e a la nueva posición a b` c` d, moviéndose cada
una de sus partículas paralelamente a las placas adquiriendo la velocidad V una distribución
uniforme, desde O en la placa fija basta V en la placa superior.
Los experimentos demuestran que si los otros variables se mantienen constantes F es
directamente proporcional al área y la velocidad V es inversamente proporcional a la
separación.
Ya que los fluidos se pueden dividir en líquidos y gases se pueden mencionar ciertas
deferencias entre ellos.
Las moléculas de un gas están muchos más separadas que las de un líquido. Por lo tanto un
gas es altamente comprensible y al quitar toda presión externa tienden a expandirse
indefinidamente. Como consecuencia, un gas está en equilibrio cuando está completamente
encerrado. Un líquido es relativamente incomprensible y si se quitó toda presión no se
expande indefinidamente. Por lo tanto, un líquido puede tener una superficie que no
experimenta ninguna presión, salvo la de su propio vapor.
Cierta masa de un líquido ocupa un volumen dado en un recipiente mientras que cierta masa
de un gas ocupa todas las posiciones de cualquier recipiente.
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4. PROPIEDADES GENERALES DE LOS FLUIDOS
• DENSIDAD (r): de un fluido es su masa por unidad de volumen
• PESO ESPECIFICO es su peso por unidad de volumen.
Representa la fuerza ejercida por la gravedad sobre una unidad
de volumen de fluido
• VOLUMEN ESPECIFICO (V): es el volumen ocupado por una
unidad de masa de fluidos. Se aplica frecuentemente a los
gases y se suelen expresar en
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5. PROPIEDADES GENERALES DE LOS FLUIDOS
(CONT)
• LA DESINDAD RELATIVA De un líquido es la relación entre su
densidad y la del agua a una temperatura estándar. Los fluidos
utilizan 4ºc ( 39.2ºf) como valor estándar. En el sistema
métrico, la densidad del agua es 4ºc es 1gr/cm3 (1gr/ml)
equivalente a 1000kg/m3 y por lo tanto la densidad relativa de
un gas es la relación entre su densidad y la del hidrogeno o aire
a una temperatura y presión dada. Pero no existe un acuerdo
general sobre estos
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6. PROPIEDADES GENERALES DE LOS FLUIDOS
(CONT)
• VISCOSIDAD (µ): La viscosidad de un fluido es una medida de
su resistencia a la deformación cortante o angular.
Un fluido ideal su puede definir como un fluido en el que no
existe ficción, es no vescaso es decir su velocidad es nula.
• TENSION SUPERFICIAL Es una fuerza que como su nombre
indica. Produce efecto tensión en la superficie de los líquidos.
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7. PROPIEDADES GENERALES DE LOS FLUIDOS
(CONT)
• PRESION DE VAPOR (Pv): La presión es la cual los líquidos “hierven” es llamado presión de
vapor.
Pv= kg/m3 ò Pv= lb/ft3
• GRAVEDAD ESPECIFICA (Gs): Es la relación entre el paso de la sustancia y el paso de un
volumen igual de agua en conel estándar, a la o la relación de la densidad o del peso
específico de la sustancia a la correspondiente densidad o peso específico del agua.
• TENSION P PRESION DE VAPOR: La presión a la cual líquidos “hierven” es llamado presión
de vapor. Todos los líquidos tienen la tensión de pasar del estado líquido al gaseoso, esto
ocurre debido a que las moléculas son proyectadas continuamente a través de la
superficie libre del líquido y se sale del cuerpo del mismo; dichas moléculas siendo
gaseosas son capases de ejercer una presión parcial llamada presión de vapor, Pv, del
líquido y puesto que esa presión parcial depende fundamentalmente de la cutividad
molecular aumentara a medida que se aumente la temperatura.
Unidades kg/m2 o Lb/ft2
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8. PROPIEDADES GENERALES DE LOS FLUIDOS
(CONT)
• TEMPERATURA: Lo más frecuente que la temperatura se indica en ºC( grados Celsius) o en ºF (grados
Fahrenheit) Es probable que para la tierra, usted este familiarizado con los siguientes valores a nivel
del mar:
El agua se congela a 0ºC y hierve a 100ºC
El agua se congela a 32ºF y hierve a 212ºF
Así entre los 2 datos de los mismos puntos. Físicos hay 100 grados Celsius y 180 grados Fahrenheit,
con lo que 1 grado Celsius es igual a 1,8 grados Fahrenheit, con toda exactitud.
A partir de estas observaciones definiremos los procedimientos de conversión entre los 2 sistemas del
modo siguiente.
Conversión de ºF a ºC Conversión de ºC a ºF
• TEMPERATURA ABSOLUTA: Se define de modo que el Pto. Cero corresponde a la condición en que se
detiene el movimiento molecular. Esto se denomina cero absolutos.
Es el S.S., la unidad estándar de temperatura en el grado Kelvin (ºK)INGENIERIA DE SISTEMAS ASIGNATURA MECANICA UBA
9. PROPIEDADES GENERALES DE LOS FLUIDOS
(CONT)
• FUERZAS SOBRE SUPERFICIES PLANAS: Según la definición fundamental de presión P=F/A en este caso el fluido ejerce una fuerza que actúa
en forma perpendicular a la superficie o la tenemos F= P.A, aplicamos esta ecuación en forma directa solo si la presión es uniforme sobre
todas las áreas de interés. Por ejemplo: cuando un líquidoejerce presión sobre una superficie plana y horizontal como la del fondo de los
tanques.
Supongamos un tambor cilíndrico que contiene aceite y agua. En el fondo del tambor la presión del agua es uniforme en toda el área porque
está en un plano horizontal en un fluido en reposo.
Si el tambor está abierto a la atmosfera en su parte superior calcule la fuerza que actúa sobre el fondo.
Para emplear F= P.A primero debe calcularse la presión en el fondo del tambor PB y el área del fondo asi
En otros casos en los que la superficie de interés es vertical inclinada o curva se debe tomar en cuenta la variación de la presión con la
profundidad.
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10. PROPIEDADES GENERALES DE LOS FLUIDOS
(CONT)
• PAREDES RECTANGULARES: Los muros de contención son ejemplos clásicos
de paredes rectangulares expuestas a una presión que varía desde cero, en
la superficie del fluido, a un máximo en el fondo de la pared. La
fuerza ejercida por la presión del fluido tiende a hacer girar la pared o
romperla en el sitio en que esta fija al fondo. La fuerza real se distribuye
sobre toda la pared, pero para el propósito del análisis es deseable
determinar la fuerza resultante y el lugar en que actúan, el cual denomina
centro de presión
• Debido a que la presión varia en forma lineal la fuerza resultante total se
calcula por medio de la ecuación.
Donde Pprom es la presión promedio
A= el área total del muro
Para la presión promedio es la que se ejerce en la mitad del muro
Donde h es la profundidad total del fluido
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