Curso – MECANICA DE FLUIDOS Docente LUIS VASQUEZ RAMIREZ Fecha

Facultad de Ingeniería

CURSO:

MECANICA DE FLUIDOS I

CONCEPTOS Y DEFINICIONES – MEDIO CONTINUO

MECANICA DE FLUIDOS¿Qué es Mecánica de Fluidos?

Es la rama de la Mecánica aplicada que estudia el comportamiento de los fluidos, ya sea en reposo o en movimiento, y trata de la determinación de las fuerzas que actúan sobre las partículas de un fluido y su respuesta a éstas fuerzas.

APLICACIONES DE LA MECANICA DE FLUIDOS EN INGENIERIA CIVIL

APLICACIONES: FLUJO DE AIRE EN LA ATMOSFERA

APLICACIONES: APROVECHAMIENTO HIDRICO

APLICACIONES: SISTEMAS DE CONDUCCION Y DE

TRANSPORTE

APLICACIONES: PROTECCIONES RIVEREÑAS Y COSTERAS

CONCEPTOS Y DEFINICIONES – MEDIO CONTINUO

¿Qué es el fluido?

Un fluido es toda sustancia que se deforma continuamente cuando se le somete a un esfuerzo cortante por pequeño que este esfuerzo sea.

¿Qué diferencia a un fluido de un sólido?

El sólido tiene un desplazamiento o deformación definida, mientras que un fluido presenta un cambio continuo de forma ante el efecto de una fuerza.

Conceptos Básicos y Propiedades de los Fluidos

A) SISTEMAS DE UNIDADESA-1) Sistema técnico de unidades

Las magnitudes fundamentales seleccionadas son la longitud, fuerza y tiempo. Las tres unidades fundamentales correspondientes son: el metro (m) para longitud, el kilopondio (kp) (kilogramo fuerza o kilogramo peso) y el segundo (seg). A partir del segundo principio de Newton, se tiene:Fuerza (kp) = masa (UTM).aceleración (m/seg2) De aquí: Peso (kp) = masa (UTM). G(9,81 m/seg2)O: Masa (UTM) = peso (kp)/g (9.81 m/seg2)

Conceptos Básicos y Propiedades de los Fluidos

A) SISTEMAS DE UNIDADESA-2) Sistema Internacional de unidadesEn el sistema Internacional las magnitudes mecánicas fundamentales utilizadas son longitud, masa y tiempo. Las correspondientes unidades son el metro (m), el kilogramo (kg) y el segundo (seg).La unidad de fuerza en el SI, está dada por el Newton (N), se deduce a partir del segundo principio de Newton:Fuerza (N) = masa (kg).aceleración (m/seg2)

Conceptos Básicos y Propiedades de los Fluidos

A) SISTEMAS DE UNIDADESA-3) Factores de conversión entre los sistemas importantes:

Conceptos Básicos y Propiedades de los Fluidos

A) SISTEMAS DE UNIDADESA-3) Factores de conversión entre los sistemas importantes:

Conceptos Básicos y Propiedades de los Fluidos

B) MEDIO CONTINUOSabemos que los fluidos son agregaciones

de moléculas, muy separadas en los gases y próximas en los líquidos. El medio continuo, es un concepto mediante el cual se considera que toda sustancia posee una estructura molecular uniforme, es decir están conformadas por materia continua, despreciando las distancias intermoleculares que realmente existen entre las moléculas.

Conceptos Básicos y Propiedades de los Fluidos

C) TEMPERATURAEs un parámetro que expresa el grado de

calor que posee un cuerpo. La magnitud de la temperatura se puede relacionar con la actividad molecular que resulta de la transferencia de calor.

°K=°C+273; °R=°F+460; °F=9/5°C+32

Conceptos Básicos y Propiedades de los Fluidos

D) MASA Y PESO MASA ES LA CANTIDAD DE MATERIA DE

UN CUERPO QUE SE MIDE EN UNA BALANZA, Y SU UNIDAD DE MEDIDA EN EL S.I ES EL Kilogramo (kg).

PESO ES LA CUANTIFICACIÓN DE LA FUERZA DE ATRACCIÓN GRAVITACIONAL EJERCIDA SOBRE UN CUERPO Y SE OBTIENE CON LA FÓRMULA   P = m . g, o BIEN SE MIDE EN UN DINAMÓMETRO (aparato que consiste en un resorte y del cual debe “colgarse” el cuerpo que, en rigor, se está PESANDO), Y SU UNIDAD DE MEDIDA ES EL Newton (N).

Conceptos Básicos y Propiedades de los Fluidos

D) MASA Y PESOCaracterísticas de masa Características de peso

1.Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo. 2.Es una magnitud escalar. 3.Se mide con la balanza. 4.Su valor es constante, es decir, independiente de la altitud y latitud. 5.Sus unidades de medida son el gramo (g) y el kilogramo (kg). 6.Sufre aceleraciones

1.Es la fuerza que ocasiona la caída de los cuerpos. 2.Es una magnitud vectorial. 3.Se mide con el dinamómetro. 4.Varía según su posición, es decir, depende de la altitud y latitud. 5.Sus unidades de medida en el Sistema Internacional son la dina y el Newton. 6.Produce aceleraciones.

Conceptos Básicos y Propiedades de los Fluidos

E) PESO ESPECIFICO ( )  El peso específico ( ) de una sustancia es el peso de la unidad de

volumen de dicha sustancia. En los líquidos puede considerarse constante para las variaciones ordinarias de presión. El peso específico del agua para temperaturas mas comunes es de 1000 kp/m3 o 9,81 kN/m3.Los pesos específicos de los gases pueden calcularse mediante la ecuación de estado de los gases o: Donde:P : Es la presión absoluta.v : Es el volumen específico o volumen ocupado por la unidad de peso :T : Temperatura absoluta .R : Constante del gas de que se trate

 

Como , el peso específico de los gases se puede hallar como:

RT

vP

.

TR

P

.

/1

molecularpeso

gaseslosdeuniversaltecons

gM

RR O

tan

.

v

1

Conceptos Básicos y Propiedades de los Fluidos

F) DENSIDAD ( )

La densidad ( ) de un fluido se define como su masa por unidad de volumen. Para el agua a presión estándar (760 mm Hg) y 4 °C de temperatura, la densidad es:- Sistema Internacional de unidades: 1000 kg/m3.- Sistema técnico de unidades: 10000/9.80665 = 101.972 = 102 UTM/m3.-Sistema Ingles: 1.94 slug/ft3.

Observación: La densidad de un cuerpo también la podemos expresar como :

 

dv

dM

v

M lim

g

Conceptos Básicos y Propiedades de los Fluidos

G) DENSIDAD RELATIVA O GRAVEDAD ESPECIFICA ( S)

La densidad relativa de un cuerpo es adimensional que viene dado por la relación del peso del cuerpo al peso del volumen de una sustancia que se toma como referencia.

  Densidad relativa = peso de la sustancia / peso del igual volumen de agua. Densidad relativa = peso específico de la sustancia / peso específico del agua. Densidad relativa = Densidad de la sustancia / densidad del agua.

 

Problemas de Aplicación……

Apéndices.

Apéndices.