MECANICA DE FLUIFDOS

CAP 1 NATURALEZA DE LOS FLUIDOS 1 Que es presin Se define como la cantidad de fuerza que se ejerce sobre una unidad de rea de una sustancia, o sobre una superficie. P = F/A 2 Los fluidos estn

3 Tipos de fluidos Pueden ser lquidos o gases 4 Descripcin de los fluidos

Los gases se comprimen con facilidad

Los liquidos se comprimen muy poco

5 Peso y masa La masa es la propiedad que tiene un cuerpo de fluido, es la mediada de la inercia o resistencia acambiar el movimiento de este. Tambin es la mediada dela cantidad del fluido. Su smbolo m. El peso es la cantidad que pesa un cuerpo de fluido, es decir la fuerza con la que el fluido es atrado hacia la tierra por la accin de la gravedad. Su smbolo w 6 Propiedades de los fluidos Peso especfico, densidad, gravedad especfica y tensin superficial, la viscosidad 7 Viscocidad Es la medida de la facilidad con que fluye el fluido, tambin sirve para determinar el carcter del flujo de los fluidos y la cantidad de energa que se pierde en un sistema de flujo 8 Unidades del SI

9 Sistema tradicional de estados unidos

10 Peso y Masa El peso es una fuerza y masa una cantidad de una sustancia 11 Relacin peso y masa Ambos se relacionan por medio de la aplicacin de la ley de la gravitacin de newton Fuerza es igual a masa por aceleracin F= ma y Peso implica que la aceleracin es igual a g aceleracin de la gravedad : la ley de newton se transforma W= mg

12 La masa expresada como lbm (libra-masa)

13 Temperatura

14 Temperatura absoluta Se define de modo que el punto cero corresponde a la condicin en que se detiene el movimiento molecular. Esto se denomina cero absoluto

15 Cero absoluto en escala fahranheit Tambin se ha demostrado que el cero absoluto en la escala de Fahrenheit se encuentra a -459.67

18 Unidades del Si y del Ingles

19 Presin Se define como la cantidad de fuerza que se ejerce sobre una unidad de rea de alguna sustancia, o sobre una superficie. P = F/A 20 principios importantes acerca de la presin segn blas pascal

La presin acta de modo uniforme en todas las direcciones de un volumen pequeo de fluido

En un fluido confinado por fronteras slidas la presin acta de manera perpendicular a la pared

21 Compresibilidad

22 El termino modulo volumtrico No se aplica a los gases y deben de aplicarse los principios de termodinmica para determinar el cambio de volumen que sufre un gas cuando se cambia la presin 23 Dendidad Densidad es la cantidad de la masa por unidad de volumen de una sustancia p = m/V La densidad se la mide con picnmetros

24 tipos de picnmetros Picnometro de binghman y el bicapilar de lipkin 25 Peso especifico Es la cantidad de peso por unidad de volumen de una sustancia

26 Gravedad especifica

27 Relacin densidad y peso especifico

28 Tensin superficial Acta como una pelcula en la interfaz entre la superficie del agua liquida y el aire sobre ella. Se mide como el trabajo por unidad de rea que se requiere para llevar las molculas de la parte inferior a la parte superior del liquido la unidad resultante son la fuerza por unidad de longitud N/m

CAP 4 FUERZA SOBRE PLACAS PLANAS 29 Superficies planas

30 Fuerzan resultante sobre paredes rectangulares La fuerza se distribuye por toda la pared y se determina la fuerza resultante y el lugar donde acta

31 Procedimiento para calcular la fuerza resultante

32 reas planas sumergidas en general

33 Procedimiento para calcular una fuerza sobre una rea plana sumergida

34 Fuerza resultante Definimos como la suma de fuerzas sobre los elementos pequeos de interes 35 Centro de presin Es el punto sobre el rea donde se supone que acta la fuerza resultante

CAP 8 ECUACION DE ENERGIA Y PERDIDAS MENORES

36 Prdidas y ganancias de energa

37 Perdida hL

38 Ecuacin general de la energa

39 Numero de Reynolds Depende del flujo si es laminar o turbulento. El flujo de un fluido en tubo redondo depende de 4 variables: densidad del fluido, viscosidad, velocidad del flujo y dimetro del tubo Osborne Reynolds demostr que es posible pronosticar el flujo laminar o turbulentos si se conoce la magnitud de un numero adicional se lo conoce como NR

n viscosidad , p densidad y v velocidad

40 Dependencia del Nmero Reynolds

Los fluidos tienen NR grandes debido a una velocidad elevada y/o una viscosidad baja y tiende a ser turbulentos

Aquellos fluidos con viscosidad alta y/o q ue se mueven a velocidades bajas tendrn NR bajos y el flujo ser laminar

41 Nmero de Reynolds crticos

Flujo laminar menor a 2000

Flujo turbulento mayor a 4000

Regin critica entre 2000 y 4000

42 Ecuacin de Darcy En la ecuacin de la energa

43 Para que se utiliza la ecuacin de darcy Para calcular la prdida de energa debido a la friccin en secciones rectilneas y largas de tubos redondos tanto para flujo laminar y turbulento 44 Prdida de friccin en flujo turbulento Es ms conveniente calcular por la ecuacin de darcy y el factor de friccin depende de la tubera si es plstico o de acero o hierro galvanizado 45 Que es el diagrama de Moody Es Uno de los mtodos mas utilizados para evaluar el factor de friccin para el flujo turbulento debe conocerse el numero de Reynolds NR y la rugosidad relativa y dimetro de tuberia 46 que nos indican las curvas del diagrama de Moody

47 Ecuaciones del factor de friccin

48 Formula de Hazen-Williams Es una de las ms populares para el diseo y anlisis de sistema hidrulicos

49 Otras frmulas de hazen Williams en funcin Q=av

CAP 11 SISTEMAS DE TUBERIA EN SERIE 50 Sistema de tubera clase I

CARGA DE VELOCIDAD v2/2g

52 Sistemas de tubera clase II

53 Mtodos de diseo de clase II

54 Procedimiento de solucin para tuberas de clase II

55 Sistemas de clase III

56 Mtodos de diseo

57 Diseo de tuberas para la integridad estructural

58 Esfuerzos debido a la instalacin y operacin Los esfuerzos externos sobre la tubera se combinan con los esfuerzos cortantes y longitudinales por la presin interna del fluido

Las distancias horizontales de la tubera estn sujetas a esfuerzos de flexin y tensin y a compresin debido al peso del tubo y del fluido

Las longitudes verticales experimentan esfuerzos a tensin o a compresin en funcin del apoyo