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MECNICA DE FLUIDOS QUE ES LA MECNIA DE FLUIDOS?La mecnica de fluidos es la parte de la mecnica que estudia las leyes del comportamiento de los fluidos en equilibrio, hidrosttica, y en movimiento, hidrodinmica. APLICACIONES DE LA MECANICA DE FLUIDOSExisten dos tipos de fluidos: gases y lquidos, siendo el aire y el agua los ms comunes. En muchos aspectos de nuestra vida diaria esta presente la mecnica de fluidos, como en el flujo de tuberas y canales, los movimientos del aire y de la sangre en el cuerpo, el movimiento de proyectiles, los chorros, las ondas de choque, etc.

Algunas aplicaciones de la Mecnica de FluidoMquinas de fluido: En la mquinas llamadas motoras se transforma la energa de un fluido en energa mecnica. Ejemplo las centrales hidroelctricas, turbinas de vapor.Las mquinas generadoras, por el contrario, absorben energa mecnica e incrementan la energa del fluido. A este grupo pertenecen las bombas, ventiladores y compresores.Redes de distribucin: la llegada de los fluidos a los puntos de consumo(agua, gas, gas-oil, aire comprimido)se hace por complicadas redes de distribucin ( redes de abastecimiento de agua, gasoductos, oleoductos).

SISTEMA DE UNIDADESEn el estudio de mecnica deben establecerse abstracciones para describir aquellas manifestaciones del cuerpoque sean de inters. Estas abstracciones se conocen como dimensiones, son independientes de otras dimensiones y se denominan dimensiones primarias o bsicas; aquellas que se definen en funcin de las dimensiones bsicas se conocen como dimensiones secundariasDe todos los conjuntos posibles de dimensiones bsicas que pueden utilizarse, este texto se limitar al conjunto que incluye las dimensiones de longitud, tiempo, masa y temperatura. Tambin puede utilizarse fuerza en lugar de masa en la lista de dimensiones bsicas. Para propsitos cuantitativos, diferentes grupos y pases han adoptado unidades de medida para estas dimensiones bsicas.

El U. S Customary System (USCS) emplea la libra-fuerza, el pie, el segundo y el grado Rankine, como las unidades para las dimensiones bsicas. El sistema internacional de unidades (SI) usa el newton, el metro, el segundo y el grado Kelvin. La tabla muestra algunos de los sistemas de unidades ms utilizados.Es conveniente identificar estas dimensiones en la siguiente forma:Longitud LTiempo TFuerza FTemperatura

El U. S Customary System (USCS) emplea la libra-fuerza, el pie, el segundo y el grado Rankine, como las unidades para las dimensiones bsicas. El sistema internacional de unidades (SI) usa el newton, el metro, el segundo y el grado Kelvin. La tabla muestra algunos de los sistemas de unidades ms utilizados.

PROPIEDADES DE LOS FLUIDOSFluido es aquella sustancia que debido que a su poca cohesin molecular, carece de forma propia y adopta la forma del recipiente que lo contiene.Los fluidos se clasifican en lquidos y gases. Los lquidos a una presin y temperatura determinada ocupan un volumen determinado. Si se introduce un lquido en un recipiente adopta la forma del mismo, pero llenando solo el volumen que le corresponde. Si sobre el lquido reina una presin uniforme, por ejemplo la atmosfrica, el liquido adopta una superficie libre plana.Los gases a una presion y temperatura determinada tienen tambien un volumen determinado, pero puestos en libertad se expansionan hasta ocupar el volumen completo del recipiente que lo contiene, y no presentan superficie libre.En resumen:Los slidos presentan gran resistencia al cambio de forma y volumen.Los lquidos ofrecen resistencia al cambio de volumen, pero no de forma.Los gases ofrecen poca resistencia al cambio de forma y de volumen.

Por lo tanto el comportamiento de los lquidos y gases es anlogo en conductos cerrados; pero no en conductos abiertos.

En general los slidos y los lquidos son pocos compresibles y los gases muy compresibles, pero ningn cuerpo (slido, lquido o gaseoso) es estrictamente incompresible.DENSIDAD ESPECFICA O ABSOLUTAPeso especficoDensidad relativaEs la relacin entre el peso especfico del cuerpo y el peso especfico de la sustancia de referenciaLa sustancia de referencia es aire para los gasesy agua para los slidos y lquidos.La densidad relativa es una magnitud adimensional , y esta en funcin de la temperatura y la presin.COMPRESIBILIDAD

VALORES DE MODULO VOLUMETRICO PARA ALGUNOS LIQUIDOS

VISCOSIDADLa viscosidad de un fluido es una medida de su resistencia a la deformacin cortante o angular. Las fuerzas de friccin en un fluido en movimiento son el resultado de la cohesin y del intercambio de la cantidad de movimiento entre molculas.

VISCOSIDAD DINMICAUn solido puede soportar esfuerzos normales de dos clases de compresin y de traccin. Un lquido puede soportar esfuerzos de compresin pero no de traccin. Los solidos y los fluidos pueden estar sometidos a esfuerzos tangenciales. En ellos la fuerza es paralela al rea sobre la que acta.En los cuerpos elsticos la deformacin desaparece cuando deja de actuar la fuerza. En la deformacin plstica subsiste la deformacin aunque desaparezca la fuerza.

En los fluidos la deformacin aumenta constantemente bajo la accin del esfuerzo cortante, por pequeo que este sea.

Entre las molculas de un fluido existen fuerzas moleculares denominadas fuerzas de cohesin. Al desplazarse las molculas con relacin a las otras se produce a causa de ellas una friccin. Por otra parte, entre las molculas de un fluido en contacto con un slido y las molculas de solido existen fuerzas moleculares que se denominan fuerzas de adherencia.Al coeficiente de friccin interna se denomina viscosidad. Supongamos una capa de fluido newtoniano de espesor y comprendido entre dos placas planas paralelas, la inferior fija y la superior libre. Sobre la placa superior acta una fuerza tangencial constante F. la experiencia ensea que la placa se desplaza a s misma con una velocidad v.Dividamos mentalmente el film de fluido en capas infinitesimales paralelas a las placas de espesor dy.La experiencia confirma que en virtud de la adherencia la capa de fluido contigua a la placa interior fija se mantiene en reposo, y la capa de fluido en contacto con la placa superior mvil se pone en movimiento con la misma velocidad v que la paca.

Fluidos Newtonianos

Tensin superficialLa tensin superficial es una fuerza que como su nombre lo indica , produce efectos de tensin en la superficie de los lquidos, all donde el fluido entra en contacto con otro fluido no miscible, particularmente un lquido con un gas o con un contorno slido (vasija, tubo, etc).El origen de esta fuerza es la cohesin intermolecular y la fuerza de adhesin del fluido al solidoLaadhesines la propiedad de la materia por la cual se unen y plasman dos superficies de sustanciasiguales o diferentes cuando entran en contacto, y se mantienen juntas por fuerzas intermoleculares.La cohesines distinta de la adhesin. La cohesin es la fuerza de atraccin entre partculasadyacentes dentro de un mismo cuerpo, mientras que la adhesin es la interaccin entre las superficies de distintos cuerpos

La tensin superficial explica las formacin de las gotas en un lquido. En un lquido que se pulveriza las fuerzas de cohesin predominantes dirigidas siempre hacia el interior tienden a la formacin de superficies de rea mnima originando las gotas esfricas, ya que para un volumen determinado la esfera es el cuerpo que posee rea mnima.