Clase 1 2016

Mecánica de fluidos Paula Bustamante

Ing. Prevención de Riesgos y Medio Ambiente

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Presentación Programa

1º Evaluación 35%: 11 de abril 2º Evaluación 30%: 16 de mayo 3º Evaluación: 20 de junio Evaluaciones pendientes: 4 de julio Recalificaciones: 11 de julio

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Presentación Programa

Unidades: -  Unidades de medida -  Propiedades de los fluidos -  Estática de los fluidos -  Hidrostática -  Cinemática Bibliografía: Introduction to Fluid y Mechanics. Fox, R. & A. Mac Donald. Printice Hall.1960. Boxer, George. Mecánica de Fluidos. 1994. Giles,Roland. Mecánica de los fluidos e hidráulica. 1994. Gerhart.Phillip. Fundamentos de Mecánica de fluidos. 1995. Giles.Ronald. teoría y problemas de mecánica de los fluidos e hidráulica. 1969.

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INTRODUCCIÓN

Ø  Mecánica de los Fluidos es el estudio del comportamiento de los fluidos, estén en reposo (fluidos estáticos), o estén en movimiento (fluidos dinámicos).

Ø  Los fluidos pueden ser líquidos o gaseosos.

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INTRODUCCIÓN

Líquidos Gases

Los l íquidos t ienden a f luir libremente y toman la forma del recipiente que los contiene, como por ejemplo el agua que Ud envasa en su casa para tomar.

Tienden a expandirse hasta llenar completamente el recipiente; sus moléculas están en constante movimiento. Ejemplos: vapor de agua, oxigeno, nitrógeno.

Los líquidos en un recipiente abierto están expuestos a la atmósfera y mantienen un nivel determinado.

Si el recipiente que tiene contenido ese gas, es abierto el gas tenderá a seguir expandiéndose y escapará del recipiente.

Los líquidos son incompresibles a las presiones con que trabajaremos.

L o s g a s e s s o n f á c i l m e n t e compresibles.

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INTRODUCCIÓN

Masa: Es la propiedad de un cuerpo ó fluido de la medición de su inercia, ó resistencia a un cambio de movimiento. Se utiliza el símbolo m para masa. También se define como masa, la cantidad de materia que contiene un cuerpo.

Peso: Es la cantidad que un cuerpo pesa, o sea la fuerza con la cual un cuerpo es atraído hacia la Tierra por la gravedad. Se puede afirmar que el peso depende del lugar donde se encuentre el cuerpo. Se utiliza el símbolo w para peso.

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La relación entre masa, peso y gravedad es:

(Ley gravitacional de Newton )

Usaremos el valor de la aceleración de la gravedad como 9,81 m/ s2 en el sistema Métrico Internacional y 32,2 pies /s2 en el sistema Inglés ó Imperial.

w = m g

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Unidades de medida: Conversión

Ø  Existen el Sistema Internacional de Unidades ( SI ) ó Sistema Métrico y el Sistema Inglés o Imperial de Unidades.

Ø  Identificar las fracciones significativas después del punto (décimas, centésimas) en una cifra.

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Ø  Explicar la confiabilidad de una medición. Cuando es una medición exacta, segura o confiable y cuando es precisa.

Una medida es segura o confiable

cuando el valor medido coincide con

el valor real o aceptado de la

cantidad medida.

La precisión se refiere a la estrechez

o finura de la medición, o sea la cantidad de dígitos en el valor medido.

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Ejercicio Nº1

Se necesita saber la presión absoluta del refrigerante a 10.5ºC. Tengo los valores a 10º y a 11ºC. ¿Cómo hallo ese valor intermedio? A eso se le llama interpolación.

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Resolución Ejercicio Nº1

Ø  Primer Paso: Hallo la diferencia entre los valores de Presión Absoluta a 11 y a 10ºC.

436.328 - 423.297 = 13.031, o sea para un grado de temperatura la variación de presión absoluta es de 13.031. Aplicando la regla de tres. Para 1ºC tengo una diferencia de 13.031 Para 0,5ºC tendré 6.6155, o lo que es lo mismo dividir 13.031 entre dos. Entonces si le sumo ese valor de 6.6155 al valor de la presión absoluta de 10ºC tendré el valor de presión absoluta a 10.5ºC

423.297 + 6.6155 = 429.812

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Ejercicio Nº2

Ø  El aire a 1000 m de altura tiene una presión de 89,9 KPa y a 2000 m de altura tiene una presión de 79,5 KPa . Calcule el valor de la presión en KPa a 1300 m de altura usando el método de interpolación.

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Resolución Ejercicio Nº2

Ø  A 1000 metros P= 89,9 KPa Ø  A 2000 metros P= 79,5 Kpa Para una diferencia de 1000 metros de altura ( 2000-1000= 1000 ), hay una diferencia en Presión de 89,9 – 79,5 KPa, o sea 10,4 KPa. Necesitamos saber la presión a 1300 metros de altura, o sea 300 metros por encima de 1000 metros a cuya altura sabemos la presión del aire, entonces aplicando la regla de tres tenemos:

Si para 1000 m tenemos una diferencia de presión de 10,4 KPa Para 300 m tendremos x

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Resolución Ejercicio Nº2

Ø  Por lo que x= Ø  Como se que el valor de presión para 1300 metros

tiene que ser un valor intermedio entre 89,9 y 79,5 KPa , entonces a 89,9 le resto 3,12 y me dará el valor de presión para 1300 metros de altura, que será 86,78 KPa.

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Resolución Ejercicio Nº2

Ø  Vamos a comprobar, ahora tomando como referencia el valor de presión a la altura de 2000 m

Si para 1000 m tenemos una diferencia de presión de 10,4 KPa Para 700 m (diferencia entre 2000 y 1300) x1 Aplicando de nuevo la regla de tres tendremos Entonces al valor de presión para 2000 metros que es 79,5 KPa le sumaré el valor hallado de 7,28 y vemos que da 86,78 Kpa , o sea el mismo valor que hallamos anteriormente.

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Unidades de medición utilizadas en el Sistema Métrico

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Unidades de medición utilizadas en el Sistema Inglés

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Prefijos que facilitan la lectura de dimensiones

Ejemplo: Usando el metro como referencia tendría: Ø  Kilómetro = 1000 metros Ø  Hectómetro = 100 metros Ø  Decámetro = 10 metros. Ø  Decímetro = 0,1 metros Ø  Centímetro = 0,01 metros Ø  Milímetro = 0,001 metros

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Conversiones utilizadas en la asignatura

Ø  En cuanto a unidades de longitud: 1 pulgada (1¨) = 25,4 milímetros. 1 pie = 12 pulgadas. 1 metro = 3,28 pies. Ø  En cuanto a unidades de área: 1 metro cuadrado (1 m2) = 10,76 pies2 Ø  En cuanto a unidades de volumen 1 litro = 1 decímetro cúbico (dm3) 1 metro cúbico (m3) = 1000 litros. 1 pie cúbico = 7,48 galones americanos.

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Ø  En cuanto a unidades de masa 1 Kilogramo ( kg ) = 2,20 libras Ø  En cuanto a presión 1 lb / pulg2 = 1 p.s.i (libras por pulgadas cuadradas es lo mismo que p.s.i (en inglés pound per square inch), que significa libras por pulgadas cuadradas) 1 kg / cm2 = 14,22 libras / pulgadas2 ( lb / pulg2) 1 atmósfera ( atm ) = 14,7 lb / pulg2 1 atm = 760 milímetros de mercurio a 32º Fahrenheit ( 0º Celsius ) 1 atm = 1 kg / cm2