unidad ii. hidrost tica2015

8/17/2019 Unidad II. Hidrost Tica2015

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Profesora: Ing. Agro. Celeidys Vizcaín

Unidad IIHIDROSTÁTICA

UNIVERSIDAD DE ORIENTENÚCLEO DE MONAGAS

ESCUELA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA AGRICOLAHIDRÁULICA

Maturín, 2015


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OBJETIVO GENERAL

Utilizar los fundamentos de la Estática (la presión, sus variaciones através del fluido y las fuerzas debidas a la presión sobre superficies

finita. Análisis estático de estructuras) Estudiar y aplicar estos principios

Obtener datos básicos para el análisis y diseño hidráulico.

Unidad II. Hidroestática

Obtener un juicio claro de algunos aspectos básicos de la Mecánica

de Fluidos, incluyendo entre otros, las características mecánicas delos fluidos, las ecuaciones básicas, flujos en conductos y lasmaquinarias hidráulica, aplicados al aprovechamiento o manejo delos recursos hidráulicos.

Objetivos Especifico

CONTENIDO:

Principios y Ecuaciones básicas

Presión. Diagrama de cargas de Presión.

Medición de la Presión: Manometría.

Fuerzas Hidrostática (Modulo, dirección, sentido y localización)

oSuperficies Planas

oCurvas.

Empuje y Flotación


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HIDROSTÁTICA.

Estudia los fluidos en reposo, en el mismo es conveniente utilizar eltermino presión que el de fuerza, se considera que la fuerza estádistribuida sobre la superficie y también por que dichas fuerzas no setransmiten en la dirección que se aplican.

Tema 1. Hidrostática


PRINCIPIOS Y ECUACIONES BÁSICAS

Principio Fundamental de la Hidrostática:La diferencia de presión entre dos Puntos cualquiera de un líquido es igual la densidad por la gravedad por la diferencia de las alturas. La presióejercida en un punto cualquiera de un líquido se transmite instantáneamentcon la misma intensidad a todas las demás moléculas del líquido”

P= ρ .g.h

PA-PB= ρ . g(hA-hB)= ρ . g.∆h

donde : ρ : Densidadg: aceleración gravitatoriah: altura o carga hidráulica


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PRINCIPIOS Y ECUACIONES BÁSICAS

PA±PB±PC±PD….Pn=0

Ecuación de Equilibrio:



Principio de Pascal:“La presión ejercida en un punto cualquiera de unlíquido se transmite instantáneamente con la misma

intensidad a todas las demás moléculas del líquido”

Principio de Arquímedes: Todo cuerpo sumergido en un fuido sure un empujevertical hacia arriba igual al peso del liquido desplazando.

P= γ .h

donde : γ : peso especícoh: es la altura

Fv= wl=γ .∀

donde : γ : peso especíco∀: volumen

Wl: peso de liquido desplazado.

PRESIÓN Superficies con la fuerza distribuida uniformemente


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PRESIÓN

Superficies con la fuerza distribuida de modo no uniforme

F = P x

A

P = .

h

F =

W

W= x =h x A

DIAGRAMA DE CARGAS DE PRESIÓN:


Presión Absoluta (P.abs)

Presión de un fluido medido con referenciaal vacío perfecto o cero absoluto.

P.abs= P.atm ± P.manPresión Atmosférica (P.atm)

Presión ejercida por la atmósfera de latierra, se mide con barómetro (presión

barométrica)

Presión Manométrica (P.man)

Intensidades de presión que se mide porencima o por debajo de la presión

atmosférica, que se emplea como base

MEDICIÓN DE LA PRESIÓN:


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MANÓMETROS:

Tubos Piezométrico Barómetros

M. SIMPLES


DiferencialesCerrado

M. Metálicos y Digital

M. DIFERENCIALES

PROBLEMA DE MANÓMETROS

Determinar la presión manométrica en A debida a lacolumna de mercurio en el manómetro en U mostrado en lafig.

P.Atm.

Patm±P(Hg) ± P(agua)-

PA= 0

Ecuación de Equilibrio con Presiones:

P(Hg) - P(agua)-PA= 0

(13570kg/m3 x (3,8m-3,00m) – (1000kg/m3-(3,6m-3,0m) - PA= 0

P= γ .h

se despeja PA PA=(10856kg/m2) – (600kg/m2) PA=10256kg/m

γ agua=1000 kg/m3

γ Hg=13570 kg/m3


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Tema 3. FSSP

FUERZAS HIDROSTÁTICA.

FUERZAS SOBRE SUPERFICIE PLANAS

S.L: Superficie LibreS.P.S: Superficie PlanaSumergida

F.R: Fuerza ResultantehA y hB: altura desde S.P.Shasta S.L

C.G: Centro de GravedadC.P: Centro de Presión


Proyecciones que intervienen en el cálculo de la Fuerza Resultante queejerce un fluido sobre una Superficie Plana:

•Cálculos de sus módulos•Ubicación del centro de Presión

“Una fuerza resultante queda identificada al calcular su magnitud y alubicar el punto por donde pasa”

FUERZA RESULTANTE

r


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“Modulo de la FR”

FUERZA RESULTANTE

A: !rea "ojadaγ: peso especico del fuidoh: #ltura desde el $% hasta la supercie libre

del fuido.

&c: "omento de inercia del 'reasumergida en una (.)

*onde:b= anchoL+ largo,ect'ngulo:

“Punto de Aplicación de FR”

Triangular:

Tema 3. FSSP



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FUERZAS SOBRE SUPERFICIES CURVAS

La fuerza resultante de la presión sobre las superficies curvas sumergidas

presentan variaciones en la dirección de la fuerza de la presión. Puedcalcularse determinando sus componentes horizontales y combinándolas verticalmente.

FH:Componente Horizontal

FV:Componente Vertical

Equilibrio de Fuerzas x (Horizontal)

ΣFx =max =0 F2-FH=0⇒ FH = F2

Equilibrio de Fuerzas y (Vertical)

ΣFy=may=0 FV-F1-W=0⇒ Fv=F1+W

-

W

Tema 4. FSSC


COMPONENTE HORIZONTAL (FH)

FH γ: Peso especifico del fluidoh$: distancia medida desde el centro

de gravedad de la proyección vertical de la curva.

Ap: Área de la proyección vertical dela superficie curva.


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COMPONENTE VERTICAL (FV)

FV= !"

γ: Peso especifico del fluido

: Volumen del fluidoencima de la superficiecurva

=A # b

: Área del fluido encima de lasuperficie curva, puede variar deacuerdo a la superficie curva.

b: ancho de la superficie curva

F V

/

,

A.Tota$ = A. Rectán%&$o ' A ( Circ

A=L # R

Tema 4. FSSC



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“Todo cuerpo, sumergido total o parcialmente en un fluido, esta sujeto aun empuje vertical hacia arriba igual al peso del fluido desplazados”

v

W

F) = *$

v + uerza de 0mpuje

Wl + /iquido desplazado

*$ = γ# $

γ + )eso especico fuido

$+ olumen /iquidodesplazado

0l punto donde act1a la uerza se le llama $02T,3 *0 0")450

EM PUJE

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

T 5 E j Flt ió


“El volumen de un sólido irregular se obtiene midiendo la pérdida aparentdel peso cuando se introduce completamente en un fluido de densidarelativa conocida”

F1= γ x +, Donde V1 es el Volumen ABCHDF2= γ x -, Donde V2 es el Volumen ABCKD

La Fuerza Vertical neta Fv ejercida por elliquido sobre el cuerpo es hacia arriba yesta dada por: Fv= F2 -F1

W 6 v

cuerpo sehundir'.

W 7 vel cuerpo se desplazar' hasta

que su densidad 8 la delfuido sean iguales.

W + v

cuerpo en equilibrio

unidad ii. hidrost tica2015

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