Estática de Fluidos Hidrostática, Apuntes de Mecánica de Fluidos

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MECANICA DE FLUIDOS I V CICLO (SEMANA 1y2) MSc. Grimaldo Edwin Calderón Díaz [email protected] Semana 1

UNIDAD I PROPIEDAD DE LOS FLUIDOS MSc. Grimaldo Edwin Calderón Díaz [email protected]

II. INTRODUCCIÓN

 Fi ^0 Gases Líquidos Estatica Dinámica Air, He, Ar, N 2 , etc. Agua, aceites, alcoholes, etc.  Fi ^0 Viscoso/ sin viscocidad Estable/inestable Compressible Incompresible Laminar Turbulento ← Flujos Compressibility Viscosity Vapor Pressure Density Presiónre Estabilidad Buoyantez CAPITULO I INTRODUCCIÓN Capitulo II. Estatica de fluidos Dinámica de fluidos Surface Tension Mecanica de fluidos  Fi ^0  Fi ^0

III. DEFINICIÓN DE FLUIDO

Un fluido es la sustancia que cambia su forma continuamente siempre que este sometido a un esfuerzo cortante, sin importar que tan pequeño sea.

SOLIDOS Tienen volumen y forma definida. Sus moléculas tienen ubicaciones específicas debido a fuerzas eléctricas Vibran alrededor de sus posiciones de equilibrio. Pueden ser modeladas como esferas rígidas unidas por resortes

SOLIDOS  (^) Cuando se aplica fuerzas externas al sólido, éste puede estirarse o comprimirse. En el modelo de resortes, estos se estiran o comprimen  (^) Si se suprime la fuerza el sólido recupera su forma original: esta propiedad se concoce como elasticidad

SOLIDOS AMORFOS

1. Los átomos están distribuidos aleatoriamente como se muestra en la figura Entre otros se tiene a los vidrios.

LIQUIDOS

1. Tienen volumen definido pero no tienen forma definida Las fuerza intermoleculaleres no son suficientes para mantener las moléculas en posiciones fijas
2. Existen a temperaturas mayores que los sólidos
3. Las moléculas se mueven aleatoriamente dentro del líquido

GASES

1. No tienen volumen ni forma definida
2. Las moleculas de un gas se encuentran en continuo movimiento
3. Sus moléculas se ejercen mutuamente fuerzas muy débiles
4. La distancia promedio entre sus moléculas es mucho mayor que el tamaño de las moleculas

PLASMA

1. Materia caliente a muy alta temperatura
2. Muchos de los electrones en estas sustancias se encuentran libres de sus átomos
3. Esto da como resultado una gran cantidad de iones libres electricamente cargados
4. El plasma existe en una gran cantidad de estrellas

DENSIDAD

La densidad , de una sustancia es una medidad de la concentración de la materia, y se expresa como la masa por unidad de volumen Matemáticamente se expresa

, , , lim

V V

m

x y z t

  V

   

 ,^ , ,^ 

dm

x y z t

dV

Para cuerpos homogéneos  

m

V

La densidad es función de la presión y de la temperatura y su unidad SI es el kg/m

, , , lim

V V

m

x y z t

  V

   

 ,^ , ,^ 

dm

x y z t

dV

m

V

DENSIDAD DE ALGUNAS SUSTANCIAS Sustan cia ρ (kg/m 3 ). 3 Sustan cia ρ (kg/m 3 ). 3 Hielo 0,917 Agua 1, Aluminio 2,7 Glicerina 1, Acero 7,86 Alcohol etílico

Cobre 8,92 Benceno 0, Plata 10,5 Aire 1, Plomo 11,3 Oxigeno 1, Oro 19,3 Mercur io

Platino 21,

GRAVEDAD ESPECIFICA Es una cantidad que permite comparar la densidad de unas sustancia con la del agua si el fluido es un líquido y con la del aire si es un gas Matematicamente se expresa Debido a que la densidad es función de la presión y la temperatura, para los valores precisos de la gravedad específica debe expresarse la presión y la temperatura

sus

r

w

   

sus

r

w

   

VISCOSIDAD ES AQUELLA PROPIEDAD DEL FLUIDO MEDIANTE EL QUE ESTE OFRECE RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE. LA VISCOSIDAD DE UN GAS AUMENTA CON LA TEMPERATURA, MIENTRAS QUE LA DE UN LIQUIDO DISMINUYE. BAJO PRESIONES NORMALES LA VISCOSIDAD DEPENDE UNCAMENTE DE LA TEMPERATURA. BAJO PRESIONES MUY GRANDES LA VISCOSIDAD TIENE UN COMPORTAMIENTO ERRATICO