introducción fluidos
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SEMANA 01:
INTRODUCCIN A LA
MECANICA DE FLUIDOS
CURSO: MECANICA DE FLUIDOS
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Qu fluidos identifica?
Que caractersticas tiene cada uno de esos fluidos?
Qu funcin realizan?
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Identifique cada una de las tecnologas
Qu relacin tienen con los fluidos?
Cul es la relevancia que tiene en la actualidad?
Por qu es importante estudiar la mecnica de
fluidos?
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Qu estudia la mecnica de los fluidos?
qu ramas tiene la mecnica de fluidos?
Qu es un fluido?
Cmo se caracteriza a un fluido?
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LOGRO DE APRENDIZAJE
Al trmino de la sesin, el estudiante elabora un
resumen, sobre la importancia de la mecnica de fluidos
y de los diferentes ramas y especialidades que abarca
en su aplicacin a la especialidad; a partir de la
informacin entregada por el docente; presentndolo
con originalidad, estructurado y en el tiempo acordado.
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MECNICA DE FLUIDOS
La Mecnica de los Fluidos es la ciencia que
estudia el comportamiento de los fluidos en reposo
o en movimiento y la interaccin de estos con
slidos o con otros fluidos en las fronteras.
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La mecnica de fluidos es fundamental en campos tan
diversos como la aeronutica, la ingeniera qumica, civil e
industrial, la meteorologa, las construcciones navales y la
oceanografa.
El trmino de hidrodinmica se aplica al flujo de lquidos o
al flujo de los gases a baja velocidad, en el que puede
considerarse que el gas es esencialmente incompresible.
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La aerodinmica o dinmica de gases, se ocupa del
comportamiento de los gases cuando los cambios de
velocidad y presin son suficientemente grandes para que
sea necesario incluir los efectos de compresibilidad.
Entre las aplicaciones de la mecnica de fluidos estn la
propulsin a chorro, las turbinas, los compresores y las
bombas. La hidrulica estudia la utilizacin en ingeniera de
la presin del agua o del aceite.
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RAMAS DE LA MECNICA DE FLUIDOS
La esttica de fluidos, que trata los fluidos en el estado de
equilibrio sin esfuerzo cortante.
La dinmica de fluidos, que trata los fluidos cuando
partes de los mismos se mueven con relacin a otras.
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FLUIDO
Un fluido se define como una sustancia que se
deforma de manera continua cuando acta sobre ella
un esfuerzo cortante de cualquier magnitud.
Una sustancia en la fase liquida o en la gaseosa se
conoce como fluido.
El agua, aceite y aire fluyen cuando sobre ellos acta
un esfuerzo cortante.
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El conocimiento de los fluidos es esencial, no
solamente para tratar con exactitud los problemas de
movimiento de fluidos a travs de tuberas, bombas y
otros tipos de aparatos, sino tambin para el estudio del
flujo de calor y de muchas operaciones de separacin
que dependen de la difusin y la transferencia de
materia.
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CARACTERIZACIN DE FLUIDOS
Un fluido puede ser caracterizado de diferentes maneras:
Espaciamiento molecular
Actividad molecular
En un fluido el espaciamiento entre molculas es mayor
que en un slido, como tambin es mayor el rango de
movimiento de las molculas de un gas.
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DIFERENCIA ENTRE UN SLIDO Y UN LQUIDO
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Un fluido ideal es una sustancia que cuando est en
equilibrio esttico, NO SOPORTA fuerzas tangenciales o
de corte.
Un fluido sometido a esfuerzos de corte fluye
inmediatamente, no importa cuan pequeo sea ste (fluido
ideal).
Cualquier sustancia que tiene la capacidad de fluir es un
fluido: Liquido, Gas, Plasma
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CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES DE
LOS FLUIDOS
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PROPIEDADES DE UN SISTEMA
Es cualquier caracterstica de un
sistema. Ejemplos: presin,
temperatura, volumen y masa.
Tambin viscosidad, conductividad
trmica, mdulo de elasticidad,
coeficiente de expansin trmica,
resistividad elctrica.
P. Extensivas: dependen del
tamao-o extensin del sistema.
P. intensivas: son independientes
del tamao de un sistema.
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CONCEPTOS PREVIOS
Volumen
Este trmino tiene que ver con un concepto matemtico y fsico a la vez.
Fsico: regin del espacio que ocupa un cuerpo
Matemtico: expresin matemtica que determina esa regin.
Se mide en m3 o en cm3
Para determinar el volumen de un cuerpo se necesita conocer su forma fsica.
Para cuerpos especiales existen frmulas especficas
Cubo de arista a
V = a3
Esfera de radio R Paraleleppedo
de lados a, b y c
V = abc
Cilindro con base de
radio R y altura h
V = R2h
3
3
4RV
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VOLUMEN DE UN CUERPO IRREGULAR
Si un cuerpo es irregular, una piedra por ejemplo, no existe una frmula
matemtica que permita determinar su volumen, y si la hay de seguro
que es muy compleja
Entonces, cmo se determina su volumen?
Procedimiento
1 Un vaso con agua
hasta cierto nivel
Se marca el nivel
2 Se coloca el cuerpo
en el interior del vaso
con agua
Se marca el nuevo nivel
3 El incremento de
volumen en el agua,
corresponde al volumen
del cuerpo
Hay que procurar que el
vaso tenga una forma
geomtrica simple para
determinar el volumen
de agua. Un cilindro por
ejemplo.
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DENSIDAD
La densidad es una de las propiedades ms habituales y tilesen el estudio de los fluidos: relaciona la masa de una porcinde fluido y el volumen que esta porcin ocupa
Se expresa como: r m / v
donde: r: densidad
m: masa
v : volumen
Sus unidades son: g / cm3 = g / mLkg / L = 1000 kg / m3
lb / pie3
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Aire 1,29 Aluminio 2 700
Helio 0,18 Cobre 8 920
Hidrgeno 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)
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PESO ESPECIFICO ()
= rg
Donde: r: densidad
g: aceleracin de la gravedad
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GRAVEDAD ESPECIFICA
La relacin entre la densidadde cualquier lquido y ladensidad del agua se llamagravedad especfica. (tambina la relacin de sus pesosespecficos)
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ESTABILIDAD..
Se dice que el flujo es estable
cuando sus partculas siguen una
trayectoria uniforme, es decir,
nunca se cruzan entre si.
La velocidad en cualquier punto se
mantiene constante en el tiempo.
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Debido a la rapidez en el que se desplaza las molculas el fluido
se vuelve turbulento.
Un flujo irregular caracterizado por pequeas regiones similares
a torbellinos.
TURBULENCIA..
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Qu aprendimos en la clase de
hoy?
Para que servir lo aprendido en la
carrera de Ingeniera ambiental?
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INVESTIGAR:
1. Investigar sobre conceptos y ejemplos
sobre propiedades de los fluidos.
2. Fluidos Newtonianos y no Newtonianos,
Variacin de la viscosidad con la
temperatura, ndice de viscosidad y
medicin de la viscosidad.
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GRACIAS
POR SU ATENCIN
Consultas: