FORMULARIOS
2014
PROF. RUBEN VILLAMIZAR
MECÁNICA DE LOS FLUIDOS
FORMULARIO
UNIDAD 1
ρ =m
V;
g
cm3=
g
ml;Kg
L;Kg
m3;lbm
ft3
γ =W
V= ρ ∙ g ;
N
m3;lbf
ft3 ;kN
m3 ; v =
V
m=
1
ρ; cm3
g;L
Kg;ft3
lbm
τ = 1
2h ∙ ρ ∙ g ∙ r =
1
2h ∙ γ ∙ r ;
J
m2;N
m;lbf
ft
SG =ρ
ρref a 4°C =
γ
γref a 4°C
SG =141,5
131,5 + grados API
ρ = 1000kg
m3 = 1
g
cm3 = 1
kg
L= 62,4
lbm
ft3 = 1,94
slugs
ft3
γ = 9,81kN
m3 = 9,81. 103
N
m3 = 62,4
lbf
ft3
SG =145
145−grados Baume ; SG =
140
130+grados Baume
DENSIDAD Y PESO ESPECIFICO DE REFERENCIA DEL AGUA A 4°C
SUS = 4,632 .Ʋ a 100°F ; SUS = 4,664 .Ʋ a 210°F cSt
𝐴 = 6,061. 10−5 ∗ 𝑇 + 0,994 .𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑢𝑎𝑙𝑞𝑢𝑖𝑒𝑟 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 100℉ 𝑦 210℉
SUS = 4,632 .𝐴.Ʋ cSt
Ʋ =𝛍
𝛒
Ʋ = 0,0731 ∙ °E −0,0631
°E
cm2
s ; SSF = 0,4717 .Ʋ cSt
Fluidos ma s pesados que el agua Fluidos ma s ligeros que el agua
FV = γ ∙ A ∙ω
hc = h +s
2
SUPERFICIES CURVAS SUMERGIDAS
FH = γ ∙ hc ∙ s ∙ω
hp = hc +s2
12∙hc
FR = FV2 + FH2
∅ = tan−1 FV
FH
S
ℎ𝑐 ℎ𝑝 𝐿𝑐
𝐿𝑝
𝑦
FR = γ ∙ hc ∙ A
SUPERFICIES PLANAS SUMERGIDAS
COMPUERTAS
Lp = Lc +I
Lc∙A
α
FV FR
S
h
FH
W hc
hp
𝐶𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜
ℎ𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑢𝑠𝑎
𝐶𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑎𝑑𝑦𝑎𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒
ℎ𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑢𝑠𝑎
FLOTABILIDAD Y ESTABILIDAD
Fv = 0 ; F +↑ y F−↓
MB =I
Vd
Ymc = Ycb + MB
Fb = γf ∙ Vd
Wobj = γobjeto ∙ Vobjeto
Ymc > YCg entonces el cuerpo es estable.
Ymc < YCg entonces el cuerpo es inestable.
Wobj
FB
CARGA PIEZOMETRICA
hA =pA
γ ; hce = hc + hA
PAREDES RECTANGULARES O INCLINADAS
FR = 𝛾 ∙ℎ
2∙ A; Lp = L −
L
3
FORMULARIO
UNIDAD 2
Flujo volumétrico = A ∙ ; =V
t
Flujo en peso W = ∙
Flujo en masa M = ∙
Ecuación de continuidad
A1 ∙ 1 = A2 ∙ 2
Ecuación de Bernoulli
p1
+ 1 +
12
2 ∙ g=
p2
+ 2 +
22
2 ∙ g
Ecuación General de la Energía
p
+ 1 +
2
2∙g+ hA − hR − hL =
p2
+ 2 +
22
2∙g ;
Ecuación pérdidas menores (tuberías y aparato instalado)
hL =K ∙ 2
2 ∙ g
Potencia en Bombas
PA = hA ∙ ∙ = hA ∙ W
=
=
PAP1
Potencia en Motores
PR = hR ∙ ∙ = hR ∙ W
=
=
PoPR
Número de Reynolds NR = ∙ ∙
=
∙
Ecuación de Darcy hL = f ∙L
∙ 2
2∙g
f =64
NR
FLUJO LAMINAR FLUJO TURBULENTO
NR y ℰ =D∈
Diagrama de Moody f
FORMULARIO
UNIDAD 3
PERDIDA EN TUBERIAS NO CIRCULARES
PERDIDA EN ACCESORIOS
Pérdida en la entrada
Pérdida en la salida
R =A
PM=
Área por donde transita el flujo
Perímetro mojado
NR =υ ∙ 4 ∙ R ∙ ρ
η=υ ∙ 4 ∙ R
ν
hL = f ∙L
4 ∙ R∙υ2
2 ∙ g
hL = Kυ2
2
2 ∙ g υ2 = velocidad en la tuberia
ℰ =4 ∙ R
ε
Rugosidad relativa
Tubería que se proyecta
hacia adentro
Entrada con bordes
afilados
Utilizar K = 1,0
Utilizar K = 0,5
Entrada achaflanada
Utilizar K = 0,25
Entrada redondeada
r/D2 K
0 0,50
0,02 0,28
0,04 0,24
0,06 0,15
0,10 0,09
> 0,15 0,04
r
hL = 1.υt
2
2∙g υt = velocidad en la tuberia
Perímetro de circunferencia
S = 2·π·r = π·D
Válvulas, codos y acoplamientos
Expansión súbita y Expansión gradual
Contracción súbita y Contracción gradual
Vueltas de tuberías
𝑟 = 𝑅𝑖 +𝐷𝑒2
hL = Kυt
2
2 ∙ g υt = velocidad en la tubería menor diámetro
hL = Kυt
2
2 ∙ g υt = velocidad en la tubería menor diámetro
hL = 𝑓𝑇 ∙ 𝐿𝑒
𝐷 ∙
υt2
2∙g
hL = 𝑓𝑇 ∙ 𝐿𝑒
𝐷 ∙
υt2
2∙g υt = velocidad en la tubería
𝑟 = 𝑅𝑜 −𝐷𝑒2
𝑟 = 𝑅𝑜 + 𝑅𝑖
2
f =0,25
log 1
3,7 ∙ d∈ +
5,74 NR
0,9
2
Flujo Turbulento