MECANICA DE FLUIDOS .

Karol Daniela León Carrión

Luisa Fernanda Ortiz Rivera

Lina Yesseni Salgado Bravo.

11.1

Información :

• Definición Y clasificación de fluidos.

• Sistemas de unidades.

• Propiedades de fluidos

• Definición: principio de Arquímedes,

ley de pascal, teoría de Bernoulli.

• Definición: hidrostática e

hidrodinámica

• Aplicación: hidráulica, aerodinámica

Y supersónica

Definición y clasificación de fluidos .

La mecánica de fluidos es la rama de

la mecánica de medios continuos , rama de

la física a su vez, que estudia el movimiento de

los fluidos (gases y líquidos) así como

las fuerzas que los provocan.

1 La característica fundamental que define a

los fluidos es su incapacidad para

resistir esfuerzos cortantes (lo que provoca que

carezcan de forma definida). También estudia las

interacciones entre el fluido y el contorno que lo

limita.

Clasificación:

Se clasifica en:- Estática: De los líquidos llamada Hidrostática.De los gases llamada Aerostática.- Cinemática: De los líquidos llamada Hidrodinámica.De los gases llamada Aerodinámica.

Estados de Agregación:

Sólido: Las partículas en el estado sólido se caracterizan por hallarse sometidas a fuerzas atractivas de tal intensidad que dan lugar a cuerpos prácticamente incompresibles.

Líquido: Se considera que los cuerpos líquidos se encuentran en una situación intermedia entre los estados del gas ideal y sólido cristalino, son los estados límites de agregación de la materia.

Gaseoso: El estado gaseoso es el que ha sido definido con mayor precisión en términos físicos y químicos..

Sistemas de unidades:se utilizara preferentemente el sistema internacional de unidades SI:

Magnitudes básicas:

Magnitudes derivadas:

Múltiplos y fraccionarios:

Conversión:

Propiedades de los fluidos:

Viscosidad Los líquidos se caracterizan por una resistencia al flujo llamada viscosidad. La viscosidad de un líquido disminuye al aumentar la temperatura y aumenta al crecer la presión. La viscosidad también está relacionada con la complejidad de las moléculas que constituyen el líquido: es baja en los gases inertes licuados y alta en los aceites pesados.

Peso específico El peso específico de una sustancia se define como el peso por unidad de volumen. Se calcula al dividir el peso de la sustancia entre el volumen que esta ocupa. En el sistema métrico decimal, se mide en kilopondios por metro cúbico (kp/m³). En el Sistema Internacional de Unidades, en newton por metro cúbico (N/m³).

La presión, también llamada presión absoluta en aquellos casos que es necesario evitar interpretaciones ambiguas, se define como la fuerza por unidad de superficie:

En el Sistema Internacional de Unidades se mide en newton por metro cuadrado, unidad derivada que se denomina pascal (Pa).

Volumen específico Volumen ocupado por la unidad de masa. Es el inverso de la densidad. En el sistema internacional de unidades se expresa como m 3/kg.

DensidadLa densidad de un cuerpo es el cociente entre su masa y su volumen”.Representa la masa que correspondería a la unidad de volumen de la sustancia considerada. Su unidad en el SI es el kg/m3.

Densidad absolutaLa densidad absoluta, también llamada densidad real, expresa la masa por unidad de volumen. Cuando no se hace ninguna aclaración al respecto, el término densidad suele entenderse en el sentido de densidad absoluta.La densidad relativa, también denominada gravedad específica, es una comparación de la densidad de una sustancia con la densidad del agua:

La gravedad específica es adimensional y numéricamente coincide con la densidad.La gravedad específica es adimensional y numéricamente coincide con la densidad.Está definida como el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua destilada a 4 °C. Se representa la Gravedad Específica por Gs, y también se puede calcular utilizando cualquier relación de peso de la sustancia a peso del agua siempre y cuando se consideren volúmenes iguales de material y agua.

Definiciones:Principio de Arquímedes, ley de pascal y teoría de Bernoulli.

Principio De Arquímedes :

El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado.La explicación del principio de Arquímedes consta de dos partes como se indica en la figuras:El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.

ley de pascal:El principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623–1662) que se resume en la frase: la presión ejercida por un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido.1

El principio de Pascal puede comprobarse utilizando una esfera hueca, perforada en diferentes lugares y provista de un émbolo . Al llenar la esfera con agua y ejercer presión sobre ella mediante el émbolo, se observa que el agua sale por todos los agujeros con la misma velocidad y por lo tanto con la misma presión.

Teorema de Bernoulli:

El principio de Bernoulli, también denominado ecuación de Bernoulli o Trinomio de Bernoulli, describe el comportamiento de un flujo laminar moviéndose a lo largo de una corriente de agua. y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido.

La energía de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes:Cinética: es la energía debida a la velocidad que posea el fluido.

Potencial gravitacional: es la energía debido a la altitud que un fluido posea.

Energía de flujo: es la energía que un fluido contiene debido a la presión que posee.La siguiente ecuación conocida como "Ecuación de Bernoulli" (Trinomio de Bernoulli) consta de estos mismos términos.donde:

Definición: Hidrostática- Hidrodinámica

La hidrostáticaLa hidrostática: Es una rama de la mecánica de fluidos que estudia los líquidos en estado de reposo; es decir; sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posición.La presión (P) se relaciona con la fuerza (F) y el área o superficie (A) de la siguiente forma: P=F/A.La ecuación básica de la hidrostática es la siguiente:P = Po

La hidrodinámica:La hidrodinámica estudia la dinámica de los líquidos.Para el estudio de la hidrodinámica normalmente se consideran tres aproximaciones importantes:Que el fluido es un líquido incompresible, es decir, que su densidad no varía con el cambio de presión, a diferencia de lo que ocurre con los gases.Se considera despreciable la pérdida de energía por la viscosidad, ya que se supone que un líquido es óptimo para fluir y esta pérdida es mucho menor comparándola con la inercia de su movimiento.Se supone que el flujo de los líquidos es en régimen estable o estacionario, es decir, que la velocidad del líquido en un punto es independiente del tiempo.

Aplicación:HidráulicaAerodinámicaSupersónica

Hidráulica:

Aplicaciones Móviles: El empleo de la energía proporcionada por el aire y aceite a presión, puede aplicarse para transportar, excavar, levantar, perforar, manipular materiales, controlar e impulsar vehículos móviles tales como:TractoresGrúasRetroexcavadorasCamiones recolectores de basuraCargadores frontalesFrenos y suspensiones de camionesVehículos para la construcción y mantención de carreteras

Aerodinámica:

aplicación del ámbito de la aerodinámica podemos mencionar el movimiento de un avión a través del aire, las fuerzas que el viento ejerce sobre una estructura o el funcionamiento de un molino de viento, entre otros. La presencia de un objeto en un fluido gaseoso modifica la repartición de presiones y velocidades de las partículas del fluido, originando fuerzas de sustentación y resistencia. La modificación de unos de los valores (presión o velocidad) modifica automáticamente en forma opuesta el otro.

En cuanto a la aplicación supersónica. Muchos aviones de combate son supersónicos. Las velocidades mayores a 5 veces la velocidad del sonido son algunas veces llamadas hipersónicas.El disco blanco que se forma es vapor de agua condensándose a consecuencia de la onda de choque. Este fenómeno se conoce como "Singularidad de Prandtl-Glauert".

Supersónica:

GRACIAS.