Presentación de propiedades mecánica de fluidos

1. PRESENTACIÓN
MECÁNICA DE FLUIDOS I

2. INFORMACIÓN DE
CONTACTO
Roberto Francisco Córdova García
Correo: rcordova@uca.edu.sv
Recursos didácticos en:
https://ecampus.uca.edu.sv/

3. PROGRAMA DE MF I
• Descripción de la asignatura…
Trata de los fundamentos de Mecánica de fluidos
abarcando los fluidos en reposo y en movimiento, se
introducen los conceptos teóricos básicos y los
principios de conservación de masa, cantidad de
movimiento y energía; se utiliza el método del
volumen de control finito conocido también como
dinámica de fluidos integral para expresar y estudiar
estos principios.

4. El curso incluye prácticas de laboratorio y la
elaboración de tareas para fomentar entre los
estudiantes; la investigación aplicada, el trabajo en
equipo, la creatividad y la innovación. Por último se
promueve la presentación y redacción de reportes
técnicos, para permitir que el estudiante adquiera
capacidades en el manejo y procesamiento de datos
experimentales así como de interpretación de
resultados.

5. PROGRAMA DE MF I
• Objetivo general
Al finalizar el presente curso, el estudiante debe ser
capaz de aplicar los principios fundamentales de la
mecánica de fluidos para analizar el comportamiento
de los fluidos tanto en reposo como en movimiento, de
forma tal que pueda abordar la resolución de
problemas y casos relacionados con esta temática.

6. PROGRAMA DE MF I
• Objetivos Específicos…
Al terminar la asignatura el estudiante ha de ser
capaz de:
1. Conocer y aplicar las ecuaciones básicas de la
fluidostática en la solución de problemas relativos a
fluidos en reposo.
2. Aplicar las ecuaciones fundamentales de la
fluidodinámica con el análisis de volumen de control
integral en la solución de problemas de fluidos en
movimiento

7. • …Objetivos Específicos
Al terminar la asignatura el estudiante ha de ser
capaz de:
3. Analizar el comportamiento del movimiento de los
fluidos en diferentes aplicaciones industriales así
como en sistemas de tuberías y maquinas
hidráulicas

8. • Contenidos
1-Naturaleza y Propiedades de los Fluidos
a-Definición de Fluido
b- Clasificación del Flujo
c- Propiedades Importantes de los fluidos
i) Densidad, peso específico, volumen
específico y densidad relativa
ii) Coeficiente de compresibilidad, golpe de
ariete y coeficiente de expansión térmica
iii) Viscosidad
iv) Presión de vapor y cavitación
v) Tensión Superficial: Capilaridad

9. 2-Estatica de los fluidos
a- Presión en un punto: ley de Pascal
b- El campo de presión
c- Medición de la presión
d- Fuerzas de presión sobre superficies sumergidas
i. Fuerzas sobre superficies planas
ii. Fuerzas sobre superficies curvas
iii. Fuerzas sobre superficies compuestas
e- Flotación y estabilidad

10. 3 – Fundamentos del análisis de flujos
a. El campo de velocidades
b. Flujo volumétrico y flujo másico
c. Visualización del flujo
d. Análisis del flujo de fluidos
i)Técnicas básicas
ii)Volúmenes de control y sistemas
iii)Las leyes fundamentales
iv)El teorema de Reynolds

11. 4-El método del volumen de control integral
para el análisis de flujo
a- La ecuación de continuidad
b- La ecuación de Bernoulli y las ecuaciones de
energía
i. Deducción de la ecuación general de la energía
ii. La ecuación de la energía mecánica
iii. Medida de la velocidad y del caudal
c- Las ecuaciones de cantidad de movimiento
i. La ecuación de cantidad de movimiento lineal
ii. La ecuación del momento angular

12. 5-Análisis dimensional y similitud
a- La necesidad del análisis dimensional
b- Los fundamentos del análisis dimensional
c- Teorema Pi de Buckingham
d- Determinación de los grupos Pi
e- Grupos adimensionales de importancia
f- Similitud de flujo y estudio de modelos

13. 6-Flujo en tuberías y conductos
a. Clasificación del flujo en una tubería o
conducto
b. Análisis del flujo totalmente desarrollado
en tuberías y conductos
c. Flujo en Accesorios, válvulas y piezas
especiales

14. 6-Flujo en tuberías y conductos
d. Análisis de flujo en sistemas de tuberías y
conductos.
• i- tuberías simples
• iii- tuberías en serie
• iii- tuberías en paralelo
• iv- tuberías serie-paralelo
• v- conductos no circulares

15. • Bibliografía
1. Yunus. A. Cengel, Mecánica de Fluidos,
fundamentos y aplicaciones. McGraw-Hill,
Interamericana,2006.
2. Frank.M.White, Mecánica de Fluidos, McGraw-Hill,
2004
3. Irving H. Shames, Mecánica de Fluidos, McGraw-
Hill, 1995
4. Mott Robert, Mecánica de Fluidos Aplicada,
Prentice Hall. Sexta Edición----------------2010

16. 5- MECÁNICA DE FLUIDOS
Streeter Victor
Wylie Benjamin
Mc Graw Hill .Novena Edición----2000
6-MECÁNICA DE FLUIDOS. Con aplicaciones en
ingeniería
J. Franzini y J. Finnemore
Mc Graw Hill .Novena Edición----1999
7-FUNDAMENTOS DE MECÁNICA DE FLUIDOS
Gerhart, P. Gross R. Hochstein, J.
Addison-Wesley Iberoamericana. Segunda Edición-
-1995

17. ¿QUE ESTUDIA
LA MECANICA
DE FLUIDOS?
Estudia las fuerzas y energías que los fluidos generan en
su interacción con otros cuerpos (fluidos o sólidos)
cuando se encuentran en reposo (fluidoestática) y en
movimiento (fluidodinámica). En resumen el
comportamiento de los fluidos cuando interactúa con
otros cuerpos.

19. El estudio de la MF abarca el entendimiento
de la naturaleza de los fluidos y sus
propiedades asi como la aplicación de los
principios fundamentales de la Mecánica y
la Termodinámica para desarrollar un
conocimiento físico y las herramientas
analíticas que emplean los ingenieros para
diseñar y evaluar equipos y procesos donde
los fluidos intervienen.

20. «Más fácil me ha sido encontrar las leyes con
que se mueven los cuerpos celestes, los que
están a millones de kilómetros, que definir las
leyes de movimiento del agua, que corre frente
a mis ojos».
Galileo Galilei

21. Problema de
Mecánica de Fluidos
Modelo
Matemático
Idealizaciones Suposiciones
Solución
Métodos
analíticos
Métodos
experimentales
Métodos
computacio
nales
Propiedades
físicas
Ecuaciones
auxiliares

22. ¿A dónde encontramos los Fluidos?
El Organismo
Humano
La Industria
El mar

23. Las viviendas

24. ¿A dónde encontramos los Fluidos?

25. ¿Cuál es la importancia de estudiar la mecánica
de fluidos?

26. Vehículos de Transporte

27. Sistemas de
Distribució
n de Agua

28. • Existen un extenso número de sistemas, objeto de
estudio de la ingeniería que utilizan algún medio fluido
como componente esencial. Muchos de estos se
encuentran en la casa, en los centros de estudio en
centros comerciales (calentamiento y aire
acondicionado, suministro de agua y eliminación de
líquidos residuales, sistemas de enfriamiento para
computadoras, refrigeradores, ventiladores, aspiradoras
y secadoras de cabello) o bien en el ambiente exterior
(automóviles, aviones, barcos, depósitos de agua y
acueductos, plantas para el tratamiento de residuos,
plantas generadoras de electricidad, etc...)

29. GENERACIÓN DE ENERGÍA

31. C.H. CERRÓN GRANDE

32. GEOTERMIA

33. Geotérmica de Ahuachapan

34. Geotérmica de Berlín

35. Central Hidráulica “Las
Pavas”

36. Sistemas de Tratamiento de
Agua

37. Transporte de Agua por
Tuberias

38. BIOMASA

39. CONTROL AMBIENTAL

40. POTENCIA FLUÍDICA

41. MEDIOS DE TRANSPORTE

42. HISTORIA Y DESARROLLO
• Se puede decir que La MF es tan antigua como la
civilización misma, que se ha ido desenvolviendo según su
relación con el agua Esto es evidente si se piensa en la
lucha del hombre por la supervivencia, que lo obligó a
aprender, a utilizar y controlar el agua. Por esto, las
civilizaciones antiguas se desarrollaron en las proximidades
de los grandes ríos y basaron su economía en la agricultura.
• A los primeros estudios del agua se le llamo hidráulica,
pero en la actualidad la hidráulica es una rama de la MF y
cubre el estudio de los fluidos incompresibles.

43. • Obras hidráulicas de importancia se conocen desde los mas
remotos tiempos, de esa manera se tienen noticias de que en
la antigua Mesopotamia existían canales de riego construidos
en la planicie situada entre los ríos Tigris y Eufrates, y en
Babilonia existían colectores de aguas negras.

44. • Del año 4000 al 2000 A. C. los egipcios y los fenicios ya
tenían experiencias en problemas de agua, en la
construcción de sus barcos y sus puertos. En ese tiempo,
China, India, Pakistán, Egipto y Mesopotamia iniciaron el
desarrollo de los sistemas de riego. Los chinos también
experimentaron en la protección contra inundaciones, El
primer sistema publico de abastecimiento de agua del que
se tienen noticias es el acueducto de Jerwan construido en
Asiria en el año 691 A.C

45. • En el tratado sobre cuerpos flotante fueron
anunciados por arquimedes algunos principios
de hidrostatica (250 a.c). La bomba de piston
fue concebida por el fisico griego Ctesibius y
Hero(200 a.c) Grandes acueductos fueron
construidos por los romanos en varias partes
del mundo a partir de 150 a.c.

47. • En el siglo XVI la atención de los filósofos se volcó hacia
los problemas encontrados en los proyectos de agua
monumentales muy en boga en la Italia de aquella época.
Un nuevo tratado publicado en 1586 por Stevin y las
contribuciones de Galileo, Torricelli y Bernoulli
constituyeron la base para la nueva rama cientifica.

48. • A Euler se debe las primeras
ecuaciones generales para el
movimiento de los fluidos. En su
tiempo los conocimientos que
hoy constituyen la mecánica de
fluidos se presentaban separados
en dos campos distintos:
• La hidrodinámica teórica, que
estudiaba los fluidos perfectos y la
hidráulica empírica, donde cada
problema era investigado
separadamente

49. • La MF ha sido un campo fértil para las
investigaciones y análisis matemáticos, llegando a
dar lugar estudios teóricos que frecuentemente
se alejaban de los resultados experimentales.
• Varias ecuaciones así deducidas tuvieron que ser
corregidas por coeficiente prácticos, lo que
contribuyo para que la hidráulica sea
denominada también como ciencia de los
coeficientes. Las investigaciones adicionales
hicieron famosos a varios físicos de la escuela
italiana, pudiendo citar entre ellos a Venturi,
Bidone y otros

50. En el siglo XIX con el desarrollo de tubos de hierro fundido,
capaces de resistir presiones internas relativamente elevadas,
el crecimiento de las ciudades y la importancia cada vez
mayor de los servicios de abastecimiento de agua, además el
uso de nuevas maquinas hidráulicas, la hidráulica tuvo un
progreso rápido y acentuado.

51. Prandtl es considerado fundador de la mecánica
de fluidos moderna. Las aportaciones esenciales
a la mecánica de fluidos durante el pasado siglo
XX son diversos trabajos teóricos y
experimentales de Prandtl y sus dos principales
colegas competidores, Theodore Von Karman
(1881-1963) y Sir Geoffrey Taylor (1886- 1975).
A los laboratorios de Mecánica de Fluidos y las
simulaciones en computadoras deben ser
atribuidas las investigaciones que posibilitan las
conquista mas recientes y las futuras.

52. Ludwig Prandtl en 1904 canal de prueba de
fluidos

53. • Enlace video historia de MF
• https://www.youtube.com/watch?v=YPMkB
ANXYt8
Historia de la MF