presentación sobre las propiedades presión y viscosidad. También contiene una breve relación de los diferentes instrumentos que se emplean para medirlas.

1. INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”.
EXTENSION VALENCIA
INVESTIGACION DE OPERACIONES II.
PRESIÓN, VISCOSIDAD Y SUPERFICIES
SUMERGIDAS
Integrantes. :
Blanco Jakeline 20.030.031
Escalona Sorangel 18.763.238
Prof.: José Luis Morillo
Márquez Miguel 11.586.728
Mendoza Eyders 14.393.098
Ramírez Eraidith 16.596.387
Valencia, de 03 de Julio del 2012

2. Presión
La presión de un fluido, se define como
la cantidad de fuerza , que se ejerce
sobre una sustancia. Se puede calcular
a través de la siguiente formula:
PRESIÓN PRESIÓN PRESIÓN
MANOMÉTRICA ABSOLUTA ATMOSFÉRICA
Una presión
manométrica La presión absoluta La magnitud real de la
que este por encima en vacio perfecto es presión atmosférica
de la presión la presión mas baja varia con el lugar
atmosférica posible, por medio de y las condiciones
es positiva, caso esto se puede decir climatológicas, es decir
contrario la presión será esta presión varia
es negativa siempre positiva continuamente

3. VISCOSIDAD
Es una magnitud física que mide la resistencia interna al flujo de un fluido,
resistencia producto del frotamiento de las moléculas que se deslizan unas
contra otras. La inversa de la viscosidad es la fluidez.
• Representa la viscosidad
dinámica del líquido y es medida
por el tiempo en que tarda en fluir
Viscosidad a través de un tubo capilar a una
Absoluta determinada temperatura. Sus
unidades son el poise o cent poise
(gr/Seg Cm), siendo muy utilizada
a fines prácticos.
• Representa la característica
propia del líquido desechando las
fuerzas que genera su
Viscosidad movimiento, obteniéndose a
través del cociente entre la
cinemática viscosidad absoluta y la densidad
del producto en cuestión. Su
unidad es el stoke o centistoke
(cm2/seg).

4. INSTRUMENTOS DE
MEDICIÓN
Manómetro Diferencial:
Mide la diferencia de presión entre dos
puntos. Las etapas o pasos que se
utilizan en el calculo de diferencia de
presiones son:
1. Número de "puntos estratégicos"
indicados por los niveles de contacto de
los fluidos. Se requiere cierta práctica
para escoger los puntos que permitan
los cálculos más sencillos.
2. A partir de la carga de presión incógnita
P/ h en uno de los puntos extremos,
escríbase una suma algebraica
continua de cargas , pasando de un
punto a otro e igualando la suma
continua a la carga incógnita P / h en el
otro extremo.
3. Resuélvase la ecuación para la
diferencia de cargas, de presión y
redúzcase a diferencias de presión si
se desea.

5. EL MANÓMETRO DE BOURDON
Consta de un fino tubo metálico de paredes delgadas, de sección
elíptica muy aplastada y arrollado en forma de circunferencia. Este
tubo (que se aprecia en la fotografía) está cerrado por un extremo
que se une a una aguja móvil sobre un arco graduado. El extremo
libre, comunica con una guarnición (parte superior de la fotografía)
que se conectará al recipiente que contiene el gas comprimido.
Cuando la presión crece en el interior del tubo, éste tiende a
aumentar de volumen y a rectificarse, lo que pone en movimiento
la aguja.
MANÓMETROS DE COLUMNA LÍQUIDA
Este tipo de manómetros es la forma más sencilla de dispositivo
para medir presiones, donde la altura, carga o diferencia de nivel, a
la que se eleva un fluido en un tubo vertical abierto conectado a un
aparato que contiene un líquido, es una medida directa de la
presión en el punto de unión y se utiliza con frecuencia para Mostar
el nivel de líquidos en tanques o recipientes.
Puede utilizarse el mismo principio con indicadores de tubo en U,
en el cual, conocida la densidad del líquido empleado en él, la
carga o altura constituye una medida de la presión
relacionándola con la correspondiente a la atmosférica., cuando es
necesario ( como en el caso de la presión de un gas) que la
presión se mida por la altura o carga de algún fluido distinto de
aquel cuya presión se busca.

6. BARÓMETRO FUNCIÓNAMIENTO DEL BARÓMETRO
Un barómetro es un instrumento que mide la Un barómetro de mercurio funciona de la siguiente
presión atmosférica. La presión atmosférica manera: Tenemos un tubo de vidrio cerrado por
representa el peso por unidad de superficie arriba y abierto por abajo, lleno de mercurio (sin
ejercida por la atmósfera. aire), y lo colocamos sobre un recipiente abierto,
lleno también de mercurio. En el seno del mercurio,
La presión atmosférica equivale a la altura de
la presión es igual para todos los puntos situados
una columna de agua de unos 10 m de altura.
ala misma altura. Eso quiere decir que la presión en
En los barómetros de mercurio, cuya densidad
la superficie del mercurio, en el recipiente abierto,
es 13.6 veces mayor que la del agua, la
es igual a la presión en el tubo, a esa misma altura.
columna de mercurio sostenida por la presión
Es decir, la presión atmosférica es igual a la presión
atmosférica al nivel del mar en un día
ejercida por el mercurio del tubo, que esté por en
despejado es de aproximadamente unos 760
cima de la superficie. Si en el tubo hay un poco de
mm. Los barómetros son instrumentos
aire, la presión de éste se sumará a la del mercurio
fundamentales para medir el estado de la
del tubo, de forma que la altura del mercurio será
atmósfera y realizar predicciones
menor. Si la presión del aire del tubo es inferior a la
meteorológicas. Las altas presiones se
atmosférica, el mercurio del interior alcanzará más
corresponden con buen tiempo mientras que
altura que la del mercurio exterior. Si es superior,
las bajas presiones son indicadores de
alcanzará menos altura (suponiendo que
regiones de tormentas y borrascas.
sumergimos el tubo lo suficiente). Y si es igual, el
nivel del mercurio del tubo estará exactamente a la
misma altura que la superficie del mercurio del
recipiente abierto.

7. TIPOS DE BAROMETRO
El Tubo de Torricelli calcula, a través de un tubo de mercurio de 76 centímetros de
altura, que se equilibra con la presión atmosférica. De acuerdo con sus estudios, el
aire presiona sobre sobre cada centímetro cuadrado con un peso de 1.033 gramos,
es decir, 1,033 g/cm. (Esto surge del conocimiento del peso de un centímetro cúbico
de mercurio: 13,59 g/cm3, que fuera multiplicado por 76 cm. de altura del mercurio
en el tubo, con lo que se obtiene que 13,59g/cm3 X 76 cm. = 1.033 g/cm3).De esa
fórmula surge la unidad para medir presiones, llamada atmósfera:
1 atmósfera = 1.033 gramos
La presión atmosférica es variable, e influencian en esto: Variación de la altura: A
mayor altitud menor presión. (A mayor altura, menos masa de aire existente)
Humedad o sequedad del aire (El aire húmedo es menos pesado que el aire seco).
Barómetro de Fortín: es más perfeccionado pero basado en el de Torricelli , Se
emplea en las estaciones meteorológicas y lleva el nombre del Físico que lo
perfeccionó.
Los barómetros metálicos son menos sensibles que los de mercurio pero más
prácticos y transportables. El más utilizado es el holostérico, que hace vacío en una
caja metálica.
El Barógrafo es un barómetro holostérico formado por varias cajas, con mayor
sensibilidad.
Altímetro: es un barómetro que señala la altitud sobre el nivel del mar, de un lugar,
y la presión atmosférica. Es metálico y provisto de una doble graduación. Era usado
por los aviadores.
El Barómetro para la previsión del tiempo: indica en su cuadrante la presión y el
estado del tiempo.
El barómetro aneroide es un barómetro preciso y práctico; en éste, la presión
atmosférica deforma la pared elástica de un cilindro en el que se ha hecho un vacío
parcial, lo que a su vez mueve una aguja.

8. EL VISCOSÍMETRO DE OSTWALD
Instrumento de vidrio, posee un
ensanchamiento en forma de ampolla provista
de sendos enrases, conectado a un tubo
capilar vertical que se une a un segundo
ensanchamiento destinado a la colocación de
la muestra en una primera operación, y del
agua o líquido de referencia en otra operación
complementaria. El conjunto se introduce en
un baño termostático para fijar la temperatura
con precisión. Es indispensable la concreción
de este valor, porque la magnitud de la
viscosidad, o de su inverso la fluidez, son
altamente dependientes de la temperatura. En
el viscosímetro de Ostwald se calcula la
viscosidad de un líquido mediante la medida
del tiempo que tarda en atravesar un tubo
capilar, que como su nombre indica es lo
suficientemente estrecho como para apreciar
una dificultad notable en el paso del líquido.

9. VISCOSÍMETRO DE TORSIÓN
Es un dispositivo que se utiliza para medir
viscosidad absoluta, son útiles en un amplio
intervalo de viscosidades y valiosos para el
estudio de sistemas no newtonianos, sirve para Bulbo superior
trabajos de mayor precisión.
Este instrumento permite calibrar con precisión A
medidores de presión con intervalos de 1 - 300
bar. La presión del sistema es producida por un
ariete hidráulico accionado por cabestrante,
equilibrado por un peso muerto que actúa sobre
un pistón de área conocida. Se utiliza aceite
como fluido hidráulico. La presión desarrollada
es aplicada al indicador a calibrar. Se
proporciona un nivel de burbuja y patas
ajustables para permitir la nivelación del
instrumento por el operador. Un indicador de
flotación montado en la placa superior elimina
la incertidumbre al flotar el pistón Figura B

10. Capitulo 1.: DEFINICIÓN DE PRESIÓN
1.43E.: calcule la presión que ejerce un embolo 1.44E un cilindro hidráulico debe de ser
que aplica una fuerza de 2500 lb, en el aceite capaz de aplicar una fuerza de 8700lb. El
que se encuentra dentro de un cilindro cerrado. diámetro del embolo es de 1.50 pulg. Calcule
El embolo tiene un diámetro de 3.00 pulg. la presión que requiere el aceite.
A = ¶ * D2 P= 4*F A = ¶ * D2 P= 4*F
¶ * D2 4 ¶ * D2
4
Datos:
Datos:
F= 2500 lbf
F= 8700 lbf
D= 3 pulg
D= 1.50 pulg
P =4*2500 lbf
¶*(3)2 pulg 2 P = 4*8700 lbf
¶*(1.5) pulg2
2
P =353.68 lbf
pulg2 P =4923.19 lbf
pulg2

11. Capitulo 1.: DEFINICIÓN DE PRESIÓN
1.45M.: calcule la presión que produce un 1.46M.: un cilindro hidráulico debe poder
embolo que aplica una fuerza de 12.0 KN, en el ejercer una fuerza de 38.8 KN, en el aceite
aceite contenido en un cilindro cerrado. El contenido en un cilindro cerrado. El embolo
diámetro del embolo es de 75mm. tiene un diámetro de 40 mm. Calcule la
presión que necesita el aceite.
A = ¶ * D2 P= 4*F A = ¶ * D2 P= 4*F
¶ * D2 4 ¶ * D2
4
Datos:
F= 12.0 KN Datos:
D= 75 mm * 1 m = 0.075 m F= 38.8 KN
10 3 mm D= 40 mm * 1 m = 0.040 m
10 3 mm
P =4*12.0 KN
¶*(0.075)2 m 2 P =4*38.8 KN
¶*(0.040)2 m 2
P =2716.24 Kpa
P =30876.06 Kpa

12. Capitulo 1.: DEFINICIÓN DE PRESIÓN
1.47E.: el elevador hidráulico de un taller de
servicio de automóviles tiene un cilindro cuyo
diámetro es de 8.0 pulg. Cual es la presión que
debe tener el aceite para poder levantar 6000
lb?
A = ¶ * D2 P= 4*F
4 ¶ * D2
Datos:
F= 6000 lbf
D= 8.0 pulg
P = 4*6000 lbf
¶*(8.0) pulg2
2
P =119.37 lbf
pulg2

13. Capitulo 2.: En el apéndice D se da la viscosidad dinámica de varios fluidos en
función de la temperatura. Con dicho apéndice. Proporciones el valor de la
viscosidad de los fluidos siguientes
2.18M.: agua a 40°C
µ= 6.0*10-4 Pas
2.19M.: agua a 5°C
µ= 1.5*10-3 Pas
2.20M.: Aire a 40°C
µ= 2.0*10-5 Pas

14. Capitulo 3.: Medición de Presión
3.54M.: la siguiente figura muestra Paire + gas* 0.50m+ H2O* (1+0.381) m - Hg* 0.457 m = 0
un tanque cerrado que contiene
gasolina flotando sobre el agua.
Calcule la presión del aire por arriba Paire= Hg* 0.457 m- gas* 0.50m+ H2O* (1.381) m
de la gasolina.
Donde :
Hg= *g = r* H2O*g
Hg = 13.54 * 1000 kg * 9.8 m 1KN = 132.69 KN
m3 s2 10 3N m3
H2O = *g = 1000 kg * 9.8 m 1KN = 9.8 KN
m3 s2 10 3N m3
gasolina = r* H2O*g = 0.68*1000 kg * 9.8 m 1KN = 6.66 KN
m3 s2 10 3N m3
Paire= 132.69 KN * 0.457 m- 6.66 KN * 0.50m- 9.8 KN * (1.381) m
m3 m3 m3
Paire= 43.78 KN / m 2 = 43.78 Kpa

15. 3.68M.:calcular Pa-Pb
Pb= H2O* 6 pulg+ Hg* 6pulg - H2O*10 pulg + Hg* 8 pulg- aceite* 6 pulg = Pa
Pb= H2O* 4 pulg+ Hg* 14pulg - aceite* 6 pulg = Pa
Pa-Pb= Hg* 14pulg - H2O* 4 pulg - aceite* 6 pulg
Hg = r* H2O*g/gc
Hg = 13.54*62.4 lb*m * 32.2 ft/ s2 = 844.90 lbf
ft 3 32.2 lb*m*ft ft 3
H2O = *g/gc Lbf* s 2
H2O = 62.4 lb*m * 32.2 ft/ s 2 = 62.4 lbf
ft 3 32.2 lb*m*ft ft 3
Lbf* s 2
Aceite = r* H2O = 0.90* 62.4 = 56.16 lbf
3 ft 3
Pa-Pb= 844.90* 14 – 62.4* 4 – 56.16* 6 Lbf * pulg * 1 ft
3 3
ft 1728 m Pa-Pb= 6.51 lbf / m2

16. Capitulo 4.: En la cortina vertical de un deposito hidráulico se instala una
compuerta rectangular, como se ilustra en la figura. Calcule la magnitud de la fuerza
resultante sobre la compuerta y la ubicación del centro de presión. Además, calcule la
fuerza sobre cada uno de los dos pestillos mostrados
Fr= H2O * (h/2) *A
H2O = *g/gc
H2O = 62.4 lb*m * 32.2 ft/ s 2 = 62.4 lbf
ft 3 32.2 lb*m*ft ft 3
Lbf* s 2
Fr= 62.4 lbf * 1.8 ft * 8 ft * 3.6 ft = 3234. 82 lbf
ft 3
M= F* d = (Fr* 1.2ft- Frc* 4.0 ft = 0
Frc = Fr *1.2 ft = 3234.816 lbf * 1.2 ft
4.0 ft 4.0 ft
Fuerza por cada pestillo= Frcom = 970.44 = 485.22 lbf Frc = 970.44 lbf
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