Los Fluidos y Sus Propiedades

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TRABAJO PRCTICO 133021006P SURCO FLORES CESAR 141021029P PONCE TURPO CARLOS 0322016 MANDAMIENTO HUANCA ROBERTO 102021004 CHACOLLA HUACCA RIDER 132021034P CALIZAYA MAMANI DEYVI

DOCENTE: ING. NATALY PAOLA NINA VIZCARRAUNIVERSIDAD: JOSE CARLOS MARIATEGUICICLO: VCURSO: MECANICA DE FLUIDOS ICAMPUS: SAN ANTONIOAO: 2016

1.- SISTEMAS DE UNIDADESEl cuadro que sigue resume los principales sistemas de unidad es todava en uso. Debajo del nombre de cada sistema se indican sus tres unidades fundamentales, de modo que todas las restantes son magnitudes derivadas que se pueden expresar en trminos de las fundamentales.

Volumen 1m= 1000L= 1000000cm= 35.3ft 1 ft = 2.83*10-2 m = 28.3 L 1galn= 3.785 Conversin de Unidades:A lo largo del curso se trabajar con los dos sistemas de unidades (S.I. e Ingls), por lo cual se presentan las principales equivalencias:

2.- LOS FLUIDOSLos cuerpos de la naturaleza, atendiendo a su aspecto fsico, pueden ser slidos y fluidos, comprendiendo estos ltimos a los lquidos y los gases Cuando volcamos sobre una mesa un poco de agua o echamos una bocanada de humo apreciamos que tanto el agua como el humo fluyen con facilidad. Los fluidos, a diferencia de los s1idos, y debido a su constitucin molecular, pueden cambiar continuamente las posiciones relativas de sus molculas sin ofrecer resistencia apreciable a la deformacin.Pero entre los lquidos y los gases tambin hay diferencias. Considerando un mismo volumen de lquido y de gas, vertindolos en dos recipientes iguales se aprecia que el lquido adopta la forma del recipiente y permanece quieto con una superficie libre horizontal, mientras que el gas se expande hasta ocupar todo el recipiente para adquirir recin el equilibrio esttico. Los lquidos son prcticamente incompresibles mientras que los gases son muy compresibles; esta es la otra diferencia importante. En la prctica se considera que el agua es incompresible (salvo contados casos en que est sometida a grandes presiones) y que los gases son compresibles (salvo contados casos en que estn sometidos a presiones muy pequeas).

3.- FUERZAS EN EL INTERIOR DE UN FLUIDOSupongamos que en un fluido en movimiento se asla idealmente un cierto volumen Limitado por la superficie S. El efecto de la masa fluida que rodea a la porcin aislada es un conjunto de fuerzas desigua1mnte distribuidas sobre S denominadas fuerzas de superficie. Si se considera en S el elemento de rea .A correspondiente a un punto P, este elemento .A puede representarse por el vector .A, normal al elemento A. Este vector se considera positivo hacia afuera de la porcin aislada.

Si en el punto P acta la fuerza de superficie F, se define esfuerzo, en general, en el punto P a la expresin:

PRESION.- Hay dos circunstancias en que sobre el elemento de rea A la Fuerza de superficie F es normal al elemento:

* Cuando el fluido est en reposo* Cuando estando el fluido en movimiento se asume que la componente tangencial Ft es nula (hiptesis de lquido ideal).La primera situacin es real, la segunda hipottica.

En estas condiciones se define presin en el punto P a la expresin:

Para referirse al valor numrico de la presin hay necesidad de distinguir entre presin relativa y presin absoluta. La primera se mide por encima (positiva) o por debajo (negativa) de la presin atmosfrica local y la segunda (siempre positiva) a partir del cero absoluto que corresponde al vaco completo.

Las presiones relativas son medidas con instrumentos llamados manmetros y por eso se denominan tambin presiones manomtricas.

4.- DENSIDAD, PESO ESPECFICO Y GRAVEDAD ESPECFICA

a) DENSIDAD Es la magnitud que expresa la relacin entre la masa y el volumen de una sustancia. Su unidad en el Sistema Internacional es kilogramo por metro cbico (kg/m), aunque frecuentemente tambin es expresada en g/cm. La densidad es una magnitud intensiva. Se define densidad (p) a la masa de fluido contenida en la unidad de volumen. Siendo , la densidad; m, la masa; y V, el volumen de la sustancia. Tambin se dice por ello que la densidad es una propiedad o atributo caracterstico de cada sustancia. En los slidos la densidad es aproximadamente constante , pero en los lquidos, y particularmente en los gases , varia con las condiciones de medida.

b) PESO ESPESIFICO Es una magnitud escalar cuyo valor se obtiene como el cociente entre el peso de un cuerpo de dicha sustancia y su volumen El peso especfico es una terminologa que se utiliza en qumica y fsica para describir a aquella relacin existente entre el peso y el volumen que ocupa una sustancia. La unidad de medida que se utiliza para medir este peso especfico ms comn es el NEWTON/METRO 3 Se denomina peso especfico de una sustancia al producto de su densidad por la aceleracin de la gravedad y representa la fuerza con que la tierra atrae a un volumen unidad de la misma sustancia considerada. Matemticamente se puede escribir como:

Donde w es el peso de la sustancia , tambin al utilizar , y tener presente que w=m*g .UNIDADES: Sistema Internacional.La unidad de peso especfico es el N/m3; es decir, el newton (Unidad de fuerza y, por tanto, de peso) entre el m3 (Unidad de volumen). Sistema Tcnico:Se emplean el kp/m3 y el kp/dm3. Sistema Cegesimal.Se utilizara la dina/cm3, que corresponde a la unidad del sistema internacional.c) GRAVEDAD ESPECIFICA Lagravedadespecficaesunacomparacindeladensidaddeuna sustanciaconladensidaddelagua: LagravedadEspecfica= Dela sustanciaDelagua. Se define gravedad especfica (g.e.) a la relacin entre la masa (o el peso) de un cierto volumen del fluido y la masa (o el peso) del mismo volumen de agua.

Se verifica:

5.- VISCOSIDADEs una medida de la resistencia que estos oponen a ser deformados. Es una propiedad que la ejecutan los fluidos solo cuando son obligados al movimiento*Los lquidos son ms viscosos que los gasesSi en un canal rectangular inclinado se mueve un lquido con velocidad relativamente pequea, se puede apreciar que el flujo se produce en forma de capas o laminas esto es conocido como movimiento laminar de espesor diferencial y con velocidades variando segn una ley parablica.

Ley de Newton de la viscosidadEstablece que el esfuerzo tangencial se produce entre dos lminas separadas una distancia dy, que se desplaza con velocidades v y v+dv es proporcional al gradiente de velocidad: =Constante de proporcionalidad, esta es diferente para cada fluido, y es una Magnitud que mide la viscosidad del fluido, se llama viscosidad dinmica.Los fluidos que se comportan segn esta ley son denominados newtonianos los que tienes comportamientos diferentes no newtonianos.*Ntese en el dibujo en el fondo el gradiente es ms grande y por lo tanto el esfuerzo de corte ah es mayor y va disminuyendo hacia arriba.

Viscosidad Dinmica La unidad de viscosidad dinamica en el sistema c.g.s. Se llama poise

Para presiones ordinarias la viscosidad de los fluidos es independiente de la presin y depende nicamente de la temperaturaViscosidad cinemticaMuchas veces es mas comodo trabajar con la viscosidad cinematica, definida como La unidad de viscosidad cinematica en el sistema c.g.s. Se llama stoke

EjemploUn cilindro de 12cm de radio gira coaxialmente en el interior de un cilindro fijo de 12,6cm de radio. Ambos cilindros tienen una longitud de 30 cm. Determinar la viscosidad del lquido que llena el espacio entre los dos cilindros si se necesita un par de g Kg-cm para mantener una velocidad angular uniforme de 60rpm

Como la distancia y es muy pequea se puede suponer una distribucin lineal de velocidades 0.754 125.7uComo el sistema est en equilibrio:

De aqui: 0.251

6.- COMPRESIBILIDADCuando a un fluido en reposo se aplica un incremento de presin (p), experimenta una disminucin unitaria de volumen. Se define mdulo de Elasticidad volumtrica del fluido (E) como la relacin:

Desde el punto de vista prctico esto conduce a considerar el agua como incompresible (densidad constante), salvo en aquellos casos de excepcin en que est sometida a presiones muy grande como ocurre en el fenmeno del golpe de ariete.Los gases por el contrario son altamente compresibles por lo que su densidad es variable, salvo en aquellos casos de excepcin en que el aire est sometido a presiones muy pequeas ocurre en los ventiladores y ductos de ventilacin.Nota:Los lquidos tienen una compresibilidad muy reducida.Perturbacin de la presin Cualquier perturbacin en la presin del agua en una tubera se propaga en forma de onda, cuya velocidad es igual a la velocidad de propagacin del sonido a travs de lquido:

7.- PRESION DE VAPOR, CAVITACIONLos lquidos tienden a evaporarse. Las molculas liberadas en forma de vapor humedecen el aire seco de encima de la superficie.En un recipiente cerrado las molculas de vapor ejercen una presin parcial (pv) llamada presin de vapor, independientemente de la presin existente (pe).La presin de vapor de un lquido dado depende de su temperatura y aumenta con ella.Cuando la presin existente (pe) se iguala a la presin de vapor del lquido (pv), este hierve. La temperatura de este momento se llama temperatura de ebullicin y se produce un intercambio equilibrado de molculas del lquido y del aire. Si la presin pe es muy pequea el lquido hierve a baja temperatura.

Cavitacin

En la prctica de la hidrulica hay situaciones en que el agua resulta con presiones muy pequeas (pe) y si los valores son tan bajos que se acerca a la presin de vapor (pv), parte del agua entra en ebullicin con desp