Transporte de Fluidos

Asignatura: Mecánica de Fluidos

Blog Docente: www.avdiaz.wordpress.com

Docente : MSc. Ing. Alba Díaz Corrales

Estelí, Agosto 2012 Siguiente

UNIVERSIDAD DE OCCIDENTE

UDO- Estelí

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

Alba V. Díaz Corrales

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.

UNIDADES TEMÁTICAS

I Unidad

III Unidad

Fundamentos de

Mecánica de Fluidos

Propiedades de los

Fluidos

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Fundamento de

flujo de Fluidos

Alba V. Díaz Corrales

II Unidad

Análisis

dimensional y

semejanza

hidráulica

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.

Alba V. Díaz Corrales

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

Alba V. Díaz Corrales

PROYECTO FINAL DE CURSO

Diseño de un sistema de

tuberías para el transporte

de fluidos en un proceso

aplicado a la ingeniería

Civil.

Alba V. Díaz Corrales

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

Alba V. Díaz Corrales

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).

Alba V. Díaz Corrales

www.avdiaz.wordpress.com

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.

Alba V. Díaz Corrales

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.

Alba V. Díaz Corrales

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).

Alba V. Díaz Corrales

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.

Alba V. Díaz Corrales

Diferencia entre un sólido y un líquido

Alba V. Díaz Corrales

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.

Alba V. Díaz Corrales

Propiedades de los fluidos

Densidad

Peso específico

Densidad relativa

Volumen específico y densidad relativa

Viscosidad

• Tensión Superficial: Capilaridad

Presión

Gravedad Específica

Alba V. Díaz Corrales

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

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.

Masa (m)

Es la medida de la cantidad de fluido

M=F/a

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

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

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)

Peso Específico

V: Volumen W: peso

Unidad de medida: N/m3

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.

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]

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).

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 la calentás, la miel se

hace más líquida.

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 ).

Gravedad específica

Es la razón de la densidad de una

sustancia a la densidad del agua a

4 C.

Gravedad específica

Es la razón del peso específico de

una sustancia al peso específico

del agua a 4 C.

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.

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.

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. (Entregar impreso).

Alba V. Díaz Corrales

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN

Para el próximo día investigar, conceptos, ejemplos, unidades

de medida, ecuaciones.

En su cuaderno lo siguiente:

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.

Almacenamiento de líquidos y gases

Traer tabla de conversión de unidades ambos sistemas.

Alba V. Díaz Corrales

“Adquirir conocimientos es como incorporar

alimentos, un proceso de transformación y

adecuación para poder integrarlos”