Principios Generales de La Dinamica Del Agua

7/23/2019 Principios Generales de La Dinamica Del Agua

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PRINCIPIOS GENERALESDE LA DINAMICA DEL

AGUA


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a) Caudal

b)Flujo) Uniforme) VariableC) Presin

) Laminas) Atmosfrica) Relativa) Sobre s!er"cies !lanas

D) ViscosidadE) Peso especifco

F) Principio de pascal

G) Teorema de Bernoulli


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CAUDAL

As# se le nombra a la canti$a$ $e %i$o &e !asa!or n $etermina$o elemento en la ni$a$ $etiem!o' Es i$enti"ca$o con el %(o volmtrico ovolmen &e !asa !or n )rea estableci$a en la

ni$a$ $e tiem!o'


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*LU+O Conoci$o tambin como $es!la,amiento $el a-a' Este %(o en n

con$cto !e$e ser %(o en canal abierto o %(o en tber#a' Estos$os ti!os $e %(o son similares en bastantes as!ectos. se$iferencian en solo n as!ecto/ el %(o $e canal abierto $ebe tenerna s!er"cie libre. lo &e en el caso $e %(o en tber#a no tiene.esto se $ebe a &e en este caso el a-a $ebe llenar

com!letamente el con$cto' Las con$iciones $e %(o en canales abiertos se com!lica !or &e lacom!osici0n $e la s!er"cie libre !e$e cambiar con el tiem!o 1 eles!acio. as# como !or &e la !rofn$i$a$ $e %(o . el ca$al 1 las!en$ientes $el fon$o $el canal 1 la s!er"cie libre soninter$e!en$ientes'

La secci0n transversal $el %(o. es "(a $ebi$o a &e estacom!letamente -ia$a !or la -eometr#a $el con$cto' Por lo-eneral la secci0n transversal $e na tber#a es circlar. as# comola $e n canal abierto &e !e$e ser $e cal&ier forma $es$ecirclar 2asta las formas irre-lares'


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*LU+O UNI*ORME

El %(o en canales abiertos se $ice &e es niformesi la !rofn$i$a$ $el %(o es i-al en ca$a secci0n$el canal' Este !e$e ser !ermanente o no!ermanente. se-3n sea mo$i"ca$a o no la

!rofn$i$a$ con res!ecto al tiem!o' El %(o fn$amental &e se consi$era !ara la

2i$r)lica $e canales abiertos es el $e ti!oniforme' El establecimiento $e n %(o niforme

no !ermanente re&erir#a &e la s!er"cie $ela-a %ctara $e n tiem!o a otro !ero!ermanecien$o !aralelo al fon$o $el canal '


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*LU+O VARIADO

Es can$o la !rofn$i$a$ $e %(o se mo$i"ca a lo lar-o$el canal' En este caso puede ser permanente o nopermanente an&e es !oco frecente. el %(o no!ermanente solo se tili,ara !ara $esi-nare4clsivamente el %(o varia$o no !ermanente'

El %(o varia$o se !e$e clasi"carse a$em)s comor)!i$amente varia o -ra$almente varia$o' Esr)!i$amente varia$o si la !rofn$i$a$ $el a-a cambia$e manera abr!ta en $istancias com!arti$amentecortas5 $e otra manera es -ra$almente varia$o'

6ambin se conoce como fen0meno local los e(em!los$e esta son el resalto 2i$r)lico 1 la ca#$a 2i$r)lica '


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PRESI7N El termino !resi0n !e$e em!learse siem!re &e e4ista na

fer,a actan$o sobre na s!er"cie $ebi$o a &e es m1-eneral. s em!leo es tili,an$o el cer!o o sistema sobre el &ees e(erci$a na fer,a es $eformable' Los %i$os no tienen nafer,a !ro!ia 1 constit1en el !rinci!al e(em!lo $e los casos enlos &e es mas a$eca$o tili,ar el conce!to $e !resi0n &e el $efer,a'

can$o n %i$o esta conteni$o en n reci!iente. e(erce nafer,a sobre ss !are$es 1. !or tanto !e$e llamarse !resi0n' Siel %i$o se encentra en e&ilibrio las fer,as sobre las !are$esson !er!en$iclares a ca$a !orci0n $e s!er"cie $el reci!iente.$e lo contrario e4istir#an com!onentes !aralelas &e !rovocar#anel $es!la,amiento $e la masa $el %i$o en contra $e la 2i!0tesis$e e&ilibrio' La orientaci0n $el reci!iente $etermina la $irecci0n$e la fer,a $e !resi0n. !or lo &e el cociente $e ambas. &e es!recisamente la !resi0n. reslta in$e!en$iente $e la $irecci0n5 setrata $e na ma-nit$ escalar'


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Don$e Pes la fer,a $e !resi0n. Fes la fer,a normal. es $ecir!er!en$iclar a la s!er"cie 1 Aes el )rea $on$e se a!lica la fer,a'

Las ni$a$es $e !resi0n son /

En el sistema internacional $e ni$a$es 8S'I9 la ni$a$ $e !resi0n es elPASCAL &e e&ivale a la fer,a normal $e n ne:ton can$o sea!lica en n )rea $e metro ca$ra$o' ;PASCAL< ;N=m> 1 n m3lti!lom1 sal es el ?ilo !ascal 8@!a9 &e e&ivale a ; N=m> o ;!ascales 1 s e&ivalente en el sistema in-les es $e ';B lb=in>

PRESION DE UN *LUIDO

Un soli$o es n cer!o r#-i$o 1 !e$e so!ortar &e se a!li&e fer,asin &e cambie sensiblemente s forma. n li&i$o solo !e$eso!ortar &e se le a!li&e fer,a en na s!er"cie o frontera cerra$asi el %i$o no esta restrin-i$o en s movimiento. comen,ara a %irba(o el efecto $el esfer,o cortante en l-ar $e $eformarseel)sticamente'

La fer,a &e e(erce n %i$o sobre las !are$es $el reci!iente &e locontiene act3a siem!re en forma !er!en$iclar a las !are$es '

Los l#&i$os e(ercen !resi0n en to$as $irecciones'


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PRESI7N DE UN*LUIDO

La !resi0n $e n li&i$o a cierta !rofn$i$a$ es la mismaen to$o el %i$o a esa !rofn$i$a$ 1 es i-al al !eso $ela colmna $el %i$o a esa altra'

Matem)ticamente tenemos &e/

< DV $on$e es el !eso $e la colmna $el li&ito Des la $ensi$a$ $e !eso o !eso es!eci"co $el mismo 1 Ves el volmen $e la colmna'

V< A2. es $ecir )rea $e la base !or la altra. entonces


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PRESION LAMINAR'molclas $el li&i$o &e tocan la !are$ a!enas semeven !or la a$2erencia a la !are$ $el vaso' La

si-iente ca!a se $esli,a sobre esta 1 as#scesivamente' Por lo tanto. el li&i$o %1e con masra!i$e, &e la ca!a !revia'

LA PRESION A6MOS*ERICA es la !resi0n &e e(erce la

atmosfera terrestre me$i$a me$iante n bar0metro'Al nivel $el mar. esta !resi0n es !r04ima a Fmm $emercrio absoltas o ;B.!sia 8!l-a$as !or !l-a$aca$ra$a absoltas9 1 estos valores $e"nen la!resi0n e(erci$a !or la atmosfera est)n$ar'

LA PRESION RELA6IVA es la &e se $etermina !or nelemento &e mi$e la $iferencia entre la !resi0nabsolta 1 la atmosfrica $el l-ar $on$e se efect3ala me$ici0n


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*UERA SOHRE SUPER*ICIES PLANAS SUMERGIDAS EN UN *LUIDO /Estas son im!ortantes !ara el $iseo $e !resas. tan&es 1 obras $e

$escar-a. como com!erta' Para s!er"cies 2ori,ontales. la$eterminaci0n $e la !resi0n. es sencilla !or &e la !resi0n esconstante' Para $eterminar la fer,a $e !resi0n sobre las s!er"ciesinclina$as o verticales 2an $e a!licarse los conce!tos $e calclointe-ral'

PRESION JIDROS6A6ICAUn %i$o !esa 1 e(erce na !resi0n sobre las !are$es. sobre el fon$o

$el reci!iente &e lo contiene 1 sobre la s!er"cie $e cal&ierob(eto smer-i$o en el' Esta !resi0n. es llama$a !resi0n 2i$rost)tica1 !rovoca en los %i$os en re!oso na fer,a !er!en$iclar a las!are$es $el reci!iente a la s!er"cie $el ob(eto smer-i$o sinim!ortar la orientaci0n &e a$o!ten las caras' Si el li&i$o %1era.las fer,as resltantes $e las !resiones 1a no serian necesariamente

!er!en$iclares a las s!er"cies' Esta !resi0n $e!en$e $e la$ensi$a$ $el li&i$o en cesti0n as# como $e la altra a la &e estasmer-i$o el cer!o' Un li&i$o en e&ilibrio e(erce fer,as!er!en$iclares sobre cal&ier s!er"cie smer-i$a en s interior'


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VISCOSIDAD n e(em!lo !o$r#a ser n blo&e soli$o 8no %i$o9 someti$o a n a

fer,a tan-encial. como lo es la -oma $e borrar sobre la cal se sit3ala !alma $e la mano &e em!(a en $irecci0n !aralela a la mes5 eneste as. el material soli$o o!one na resistencia a na fer,aa!lica$a. !ero se $eforma 8b9 . tanto mas canto menor sea sresistencia' Si ima-inamos &e la -oma $e borrar esta forma$a !or$el-a$as ca!as nas sobre otras. el reslta$o $e la $eformaci0n es el

$es!la,amiento relativo $e nas ca!as res!eto $e las a$1acentes' Deformaci0n $e n soli$o !or la a!licaci0n $e na fer,a tan-encial'En los l#&i$os el !e&eo ro,amiento e4istente entre ca!asa$1acentes se $enomina viscosi$a$' S !e&ea ma-nit$ es lo &ele con"ere al %i$o ss !ecliares caracter#sticas5 as#. !or e(em!lo. siarrastramos la s!er"cie $e n li&i$o con la !alma $e la mano como

2ac#amos con la -oma $e borrar. las ca!as inferiores no se mover)no lo 2ar)n mc2o mas lentamente &e la s!er"cie 1a &e sonarrastra$as !or efecto $e la !e&ea resistencia tan-encial mientras&e las ca!as s!eriores %1en con facili$a$


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La viscosi$a$ $e la lec2e 1 el a-a' L#&i$os con altasviscosi$a$es no forman sal!ica$ras'

La viscosi$a$ solo se mani"esta en %i$os en movimiento. 1a &ecan$o el %i$o esta en re!oso a$o!ta na forma tal en la &e noact3an las fer,as tan-enciales &e no !e$e resistir' Es !or ello&e can$o es llena$o n reci!iente con n li&i$o. la s!er"cie$el mismo !ermanece !lana. es $ecir. !er!en$iclar a la 3nicafer,a &e act3a en ese momento. la -rave$a$ sin e4istir !ortanto com!onente tan-encial al-na'

Si la viscosi$a$ fera m1 -ran$e. el ro,amiento entre ca!asa$1acentes lo seria tambin. lo &e si-ni"ca &e estas no !o$r#anmoverse nas res!ecto a las otras o lo 2ar#an m1 !oco. es $ecir&e estar#amos ante n soli$o' Si !or el contrario la viscosi$a$fera ero. estar#amos ante n s!er%ito &e !resenta!ro!ie$a$es notables como esca!ar $e los reci!ientes an&e no

estn llenos' La viscosi$a$ se caracteri,a $e to$os los %i$os. tanto l#&i$os

como -ases. an&e en el caso $e los -ases s efecto sele ser$es!reciable. !or estar mas cerca $e ser %i$os i$eales'


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PESO ESPECI*ICO El !eso $e na sstancia se $e"ne como el !eso !or ni$a$

$e volmen' K se !e$e calclar al $ivi$ir el !eso $e nasstancia entre el volmen &e este oc!a' En el sistemamtrico $ecimal. se mi$e en ?ilo!on$ios !or metro cbico8@!=m9' K en el sistema internacional $e ni$a$es. enne:ton !or metro cbico 8N=m9 DONDE/

Pe< !esos es!eci"co < al !eso $e la sstancia V < alvolmen &ela sstancia oc!a < a la $ensi$a$ $e lasstancia - < es la -rave$a$

Es na !ro!ie$a$ f#sica $e la materia. re-larmente sea!lica a sstancias o %i$os 1 s so es m1 am!lio $entro$e la f#sica'

Ha(o la -rave$a$ $e la tierra el ?ilo!on$io e&ivale. $es$e el!nto $e vista nmrico. al ?ilo-ramo. esta ma-nit$ tieneel mismo valor &e s $ensi$a$ e4!resa$a en 8@-=m9'


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APLICACI7N DEL PRINCIPIO DE PASCAL

La !resi0n e(erci$a sobre la s!er"cie libre $e n

li&i$o con"na$o $entro $e n reci!iente se transmitecon la misma intensi$a$ a to$o el %i$o el %i$o

Una $e ss a!licaciones es en la !rensa 2i$r)lica. lacal consiste en $os cilin$ros conecta$os en s !arteinferior $e $iferentes $i)metros 1 &e tienen $osmbolos o !istones 1 en los cales en no $e ellos sea!lica na fer,a. la !resi0n $e n li&i$o.-eneralmente n aceite'

la !resi0n e(erci$a sobre n !nto cal&iera $e n

li&i$o en re!oso. act3a con i-al intensi$a$ en to$as$irecciones 1 !er!en$iclarmente a las !are$esinteriores $e las tber#as o reci!ientes &e locontienen'


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En las instalaciones 2i$r)licas. -as L'P' o natral.$iesel. -asolina. !etr0leo. refri-eraci0n. o4i-eno 1%i$os en -eneral es constante la a!licaci0n $e el

!rinci!io $e !ascal. esto !ara reali,ar !rebas $e2ermetici$a$ tambin llama$as !rebas $erece!ci0n. con las &e !o$emos saber si e4isten naf-a o no'

Las tber#as o reci!ientes al ser someti$as a !rebas$e 2ermetici$a$. 1a sea con a-a. aire o cal&ier-as inerte 2asta alcan,ar na cierta !resi0n 1 c1ovalor $ebe ser $e acer$o al material $e las tber#as.cone4iones. ti!os $e v)lvlas. etc' K conocien$o el

ti!o $e %i$o !or con$cir 1 la !resi0n constante ento$o a lo lar-o $e la tber#a !o$emos a!reciar &e el!rinci!io $e !ascal es a!lica$o'


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PRINCIPIO DE HERNOULLI

*e en ; can$o Daniel Hernolli e4!soeste !rinci!io/

La ener-#a $e n %i$o !erfecto 8sin

viscosi$a$. ni ro,amiento9 !ermanececonstante a lo lar-o $e s recorri$o' La Ecaci0n $e Hernolli $escribe el

com!ortamiento $e n %i$o movin$ose a

lo lar-o $e na l#nea $e corriente'


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Un estrec2amiento en n tbo2ori,ontal im!lica &e la !resi0n

est)tica $el l#&i$o $ismin1e en elestrec2amiento' 8P;P>9'


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HIHLIOGRA*IA

INS6ALACIONES JIDROSANI6ARIAS!rinci!ios -enerales $e la $in)mica$el a-a. *ernan$o Ale(an$re Avalos.

>; 2tt!s/==instalaciones2s'"les':or$!ress'com=>;=Q=!rinci!ios-enerales$e$ina

mica'!$f conslta$o el ;==>;
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