FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA DE INGENIERA CIVL

CURSO: MECANICA DE FLUIDOS

SESION 01: LOS FLUIDOS - 1

AUTOR: Ing. JORGE RONDO VASQUEZ

TRUJILLO - PER

UNIDAD I: Conceptos Bsicos - Propiedades de los

Fluidos

Ambito de la Mecnica de Fluidos

Existen 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 tuberias y canales, los movimientos del aire y de la sangre en el cuerpo, el movimiento de proyectiles, los chorros, las ondas de choque, etc.

Definicin

Es la rama de la ingeniera que trata del comportamiento de los fluidos (lquidos, gases y vapores), es a su vez, una parte de una disciplina ms amplia llamada Mecnica de Medios Continuos, que incluye tambin el estudio de slidos sometidos a esfuerzos.

MECNICA DE FLUIDOS

Esttica de Fluidos 1

Dinmica de Fluidos 2

Cinemtica 3

RAMAS DE LA MECNICA DE FLUIDOS

MECNICA DE FLUIDOS

Esttica de Fluidos Es el estudio de la mecnica de fluidos en

reposo, es decir, trata a los fluidos en el estado de equilibrio sin esfuerzo cortante.

Dinmica de Fluidos Es el estudio de la mecnica de fluidos que

trata de las relaciones entre velocidades y aceleraciones y las fuerzas ejercidas por o sobre fluidos en movimiento.

Cinemtica Es el estudio de la mecnica de fluidos que

trata de las velocidades y las lineas de corriente sin considerar fuerzas y energas.

MECNICA DE FLUIDOS

Definicin

Un fluido puede definirse como una sustancia que no resiste, de manera permanente, la deformacin causada por una fuerza, por tanto, cambia de forma.

FLUIDOS

Comportamiento de los fluidos El comportamiento de los fluidos es importante

para los procesos de ingeniera en general y constituye uno de los fundamentos para el estudio de las operaciones industriales. El conocimiento de los fluidos es esencial, no solamente para tratar con exactitud los problemas de movimento de fluidos a travs de tuberas, bombas, etc; sino tambin para el estudio de flujo de calor y muchas operaciones de separacin que dependen de la difusin y la transferencia de materia.

FLUIDOS

Densidad =m/v Lquidos, slidos

Peso especfico =*g Lquidos, slidos

PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

i: densidad de la sustancia H2O: densidad del agua =1000Kg/m3=1g/ml

H2,Aire: densidad de hidrogeno gaseoso del aire

Volumen especfico V=V/n Gases, vapores V=V/m Lquidos, slidos V=1/

Densidad relativa = i/ H2O Lquidos = i/ H2,Aire Gases, vapores

COMPRESIBILIDAD

INCOMPRESIBLES

Si se ve poco afectado por

los cambios de presin. Su

densidad es constante para

los clculos. La mayora de

los lquidos son

incompresibles. Los gases

tambien pueden ser

considerados incompresibles

cuando la variacin de la

presin es pequea en

comparacin con la presin

absoluta.

:constante

Fluidos

COMPRESIBLES

Cuando la densidad de un

fluido no puede

considerarse constante

para los clculos bajo

condisiones estticas

como en un gas. La

mayora de los gases se

consideran como fluidos

compresibles en algunos

casos donde los cambios

de T y P son grandes.

:variable

Hidrosttica Aerosttica

Compresibilidad de un Lquido La compresibilidad es el cambio de volumen

debido a un cambio de presin. Para un lquido es inversamente proporcional a su mdulo de elsticidad volumtrico, tambin denominado: Coeficiente de Compresibilidad.

Ev = -vdP/dv = -(v/dv)*dP [=] psia

Ev: en tablas a diferentes T y P

COMPRESIBILIDAD

Compresibilidad de un Gas

La compresibilidad es el cambio de volumen debido a un cambio de presin. Para un gas involucra el tipo de proceso

P*v=constante Ev = -vdP/dv = nP [=] psia

n=1 procesos isotrmicos

n=K procesos adiabticos-isentrpicos

COMPRESIBILIDAD

Ecuaciones de estado de los gases perfectos

Las propiedades de un gas cumplen ciertas relaciones entre s y varan para cada gas. Cuando las condiciones de la mayora de los gases reales estn alejadas de la fase lquida, estas relaciones se aproximan a la de los gases perfectos ideales.

Los gases perfectos se definen de la forma usual, aquellos que tienen calor especfico constante y cumple la Ley de los Gases Ideales.

GASES PERFECTOS

Ley de los Gases Ideales

P*V=n*R*T P:presin del gas

V: volumen del gas

n: nmero de moles del gas

R: constante de los gases ideales=0.0821 atm.L/gmol.K

T: temperatura del gas

GASES PERFECTOS

Para un volumen especfico

P*v = R*T v = 1/

P/ =R*T 1era Ecuacin de Estado

GASES PERFECTOS

Densidad de un Gas

P*V=n*R*T n= m/PM

P*V= (m*R*T)/PM

P*PM= (m*R*T)/V m/V=

gas = (P*PM)/(R*T) Densidad de un Gas

GASES PERFECTOS

Para el peso especfico =*g

P/ =R*T /g=

Sustituyendo:

gas = (g*P)/(R*T) 2da Ecuacin de

Estado

GASES PERFECTOS

UNIDAD I-II: Conceptos Bsicos - Propiedades de los Fluidos

Ley de Avogadro

Establece que todos los gases a la misma temperatura y presin bajo la accin de la gravedad (g) tiene el mismo nmero de molculas por unidad de volumen, de donde se deduce que el peso especfico de un gas es proporcional a su peso molecular (PM).

2/1=PM2/PM1=R1/R2

R1 y R2: dependen de la sustancia y se encuentra en tablas.

GASES PERFECTOS

UNIDAD I-II: Conceptos Bsicos - Propiedades de los Fluidos

Ecuacin de Proceso para un Gas Perfecto

P*vn = P1*v1n = P2*v2n = constante Donde n: es cualquier valor no negativo entre

cero e infinito segn el proceso que sufra el gas.

Isotrmico n: 1

Adiabtico-Reversible n:k

k=Cp/Cv relacin entre el calor especfico a presin y volumen constante.

GASES PERFECTOS

UNIDAD I-II: Conceptos Bsicos - Propiedades de los Fluidos

Ecuacin de Proceso para un Gas Perfecto

P*v n= P1*v1 n = P2*v2 n = constante

Obteniendose la ecuacin de proceso segn la propiedad deseada:

(T2/T1)=(v1 /v2 )n-1=(2/ 1)n-1=(P2/P1)

(n-1)/n

GASES PERFECTOS

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