TALLER 1 MECNICA DE FLUIDOS

FABIO ANDRES GARZN GRISALES D7302069

MECNICA DE FLUIDOS

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA

INGENIERIA CIVIL

BOGOT, MAYO 10 DE 2015

TALLER 1 MECNICA DE FLUIDOS

FABIO ANDRES GARZN D7302069

MECNICA DE FLUIDOS

Ingeniera

NURY LISBETH JAIMES

Tutor

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA

INGENIERIA CIVIL

BOGOT, MAYO 10 DE 2015

INTRODUCCIN

La mecnica de fluidos es una de las reas fundamentales de la Ingeniera Civil dado

que de aqu dependen las bases para el anlisis hidrulico, el diseo y anlisis de redes

hidrulicas en nuestra sociedad es un rea que siempre est en constante desarrollo y

crecimiento, conforme aumenta la poblacin se deben optimizar dichas redes ms an

cuando el recurso es limitado.

Las redes hidrulicas consisten bsicamente en llevar un fluido del punto A al punto B

desarrollando la menor cantidad de esfuerzos posibles en dicho sistema y transportando

la mayor cantidad de fluido, para este objetivo se ha desarrollado la hidrulica y como

primer paso se deben conocer las caractersticas de los fluidos, las condiciones de los

sistemas y las restricciones que se van a encontrar mientras se lleva a cabo dicho fin.

OBJETIVOS

Conocer las caractersticas de los medios y elementos involucrados en la

mecnica de fluidos

Desarrollar las capacidades para entender los principales conceptos de la materia

Objetivos especficos

Entender los conceptos bsicos de trabajo en la mecnica de fluidos (MF).

Conocer las unidades ms frecuentes de la MF en los diferentes sistemas.

Desarrollar problemas bsicos para asimilar mejor los conceptos de la materia.

Adquirir la habilidad de conceptualizar el significado de un flujo en diferentes

sistemas.

TALLER 1

1. Cul es la diferencia entre el Sistema Internacional - SI, Sistema Tcnico ST y

Sistema Ingls.

R//

Sistema Internacional Sistema Tcnico Sistema Anglosajn

* Sistema universal de medida * Basado en el S.I. * Unidades no mtricas

* Est normalizado * Las unidades bsicas son cm, m,Kgf, Kilocaloria * Sistema en decaimiento

* Solo tres paises en el mundo no lo usan * Sistema anterior al S.I.

* Sistema oficial en EEUU tambin se usa en UK

* Basado en fenmenos fsios fundamentales repetibles * No est normalizado * De origen romano

2. En el Sistema Internacional - SI, Sistema Tcnico ST y Sistema Ingls Cuales son

las dimensiones y unidades de la densidad de un fluido, del peso especfico y la

viscosidad dinmica.

Densidad fluido Sistema Internacional Sistema tcnico Sistema anglosajn

Dimensiones /3 /3 /

Unidades /3 /3 /

Peso especfico Sistema Internacional Sistema tcnico Sistema anglosajn

Dimensiones 9.81

3 /3 /3

Unidades

3 /3 /3

Viscosidad dinmica Sistema Internacional Sistema tcnico Sistema anglosajn

Dimensiones

Unidades Pois/centipoise

3. Defina: Fluido, densidad de un cuerpo, presin de un fluido y de vapor, viscosidad de

un fluido, capilaridad

Fluido: conjunto de partculas unidas por fuerzas cohesivas dbiles, los fluidos toman la

forma del recipiente que los almacena, los fluidos incluyen los lquidos y los gases; los

fluidos tienen propiedades bsicas que son, presin, densidad, temperatura, energa

interna, entalpa, entropa, calor especfico, viscosidad, peso y volumen1

Densidad: es la cantidad de masa contenida en un volumen determinado, relacin entre

masa y volumen; se usan varios tipos de densidad:

Absoluta: es la relacin que existe directamente entre el peso y el volumen de dicho

objeto.

Relativa: es la relacin que existe entre dos sustancias, tomando la segunda como

referencia, a menudo se toma el agua, el resultado de dicha relacin es adimensional

Media y puntual: es la densidad de un objeto heterogneo debido a que en diferentes

puntos tendr diferente densidad, para este caso se toman la densidad media o la

densidad puntual en un sitio especfico de dicho objeto

Presin de un fluido: la presin de un fluido est dada por la fuerza perpendicular que

ejerce un fluido contenido en un recipiente sobre las paredes de dicho recipiente, presin

hidrosttica, la presin del fluido se hace ms grande a medida que aumenta la

profundidad dado que la columna de agua aumenta su peso y por lo tanto su presin

Presin de vapor: est determinada cuando las molculas de un lquido se excitan y no

se contienen en el sistema, esta condicin depende de la temperatura y el tipo de

lquido2, la presin es directamente proporcional a la temperatura, es decir, cuando

aumenta la presin tambin lo hace la temperatura hasta que las dos fases se encuentran

en equilibrio, cuando pasa a estar en una sola fase el sistema

Viscosidad de un fluido: la viscosidad de un fluido se manifiesta cuando este est en

movimiento, es la resistencia al corte, de otra forma, es la facilidad que tiene un fluido de

moverse bajo una presin3, cuando un fluido esta en reposo no se manifiestan reacciones

tangenciales al movimiento, la nica fuerza que se manifiesta cuando el fluido est en

1 http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido 2 http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4090006/html/pages/lab_5.htm 3 http://www.diracdelta.co.uk/science/source/v/i/viscosity/source.html#.VU-xo_l_Oko

reposo es la gravedad, por lo tanto la lmina superior del fluido siempre determinar el

plano horizontal que es perpendicular a la gravedad

Capilaridad: es una de las propiedades caractersticas de los lquidos que depende de

la tensin superficial, la capilaridad dice que si se introduce un tubo capilar dentro de un

recipiente con lquido, el lquido subir por el tubo de forma tal que el peso del lquido

contenido en dicho tubo ser igual a la tensin superficial que hay en el recipiente, bajo

este principio es como las plantas toman el agua del suelo; entre ms pequeo sea el

tubo capilar mayor altura alcanzar la columna del lquido, por ejemplo un tubo capilar

de 1m de dimetro formar una columna de agua de 14m, y un tubo de 0.1mm de

dimetro formar una columna de 30 cm 4, por lo tanto se dice que el dimetro del tubo

es inversamente proporcional a la altura de la columna de agua que sube por el capilar.

4. Convertir.

Descripcin Operacin Resultado

1,250mmm 1,250mm/1,000mmm 1.25m

1,600cmm 1,600cm/1,0000cm 0.16m

3.75Lm3 3.75L/1,000L 3.75E-03

2.5mmm 2.5m*1,000mm 2,500

25.3ftm 25.3ft*0.3048m 7.711m

1.86milesm 1.86miles*1,609.34m 2,993.37m

2,500ft3/minm3/s 2,500ft3*0.028m3/60s 1.167m3/s

34.8L/sm3/h 34.8L*0.001m3*3600s 125.28m3/h

764,20m/s km/h 76,420m/1,000m*3600s 275,112km/h

9.81kN/m3lb/ft3 9.81kN*224.808lbf/35.315ft3 62.448lbf/ft3

5. Si en el Sistema Tcnico de Unidades, el peso especfico del agua a 4C es de 1.000

kgf/m3. Determinar su valor en Sistema Internacional y Sistema Ingls de Unidades.

1,000kgf/m3 . . = 1,000 9.8 = 9,800/3

. . = 1,000 2.204 35.3153 = 62.41/3

4 http://es.wikipedia.org/wiki/Capilaridad

6. Convertir un caudal de 75 l/s (litros por segundo) en m3/s, l/da y m3/da.

75 3 = 75 1000 = 0.0753

1 = 1 60 60 24 = 86,400

75L/s = 0.075m3/s = 6,480m3/da

7. Si la presin atmosfrica en Bogot es de 570 mm de Hg, calcularla en metros de

columna de agua, Kpa y psi.

1mmHg=0.0135mcda 570mmHg= 7.695mcda

1mmHg=0.1333kPa 570mmHg= 75.981kPa

1mmHg= 0.0193psi 570mmHg= 11.001psi

8. Determinar los valores de presin atmosfrica estndar (nivel del mar) en milmetros

de mercurio, metros de columna de agua, kPa, Kg/cm2 y psi.

La presin atmosfrica normalizada segn la IUPAC es de 100kPa5

Ahora convirtiendo a las dems unidades tenemos:

1kPa = 7.502mmHg 100kPa = 750.2mmHg

1kPa = 0.1017mcda 100kPa = 10.17mcda

1kPa= 0.0101kgf/cm 100kPa = 1.01kgf/cm

1kPa = 0.145psi 100kPa = 14.5psi

9. Calcular el peso especfico, el volumen especfico y la densidad del metano a 38C y

8,50 kg/cm2 de presin absoluta.

5 http://goldbook.iupac.org/S05921.html

De la tabla tomamos R, que es la constante del metano, R=53

El peso especfico del metano es:

=

=

8.5 10002

53(273 + 38)= 5.157/3

Volumen especfico es:

=1

=

1

5.157= 0.194 3/

La densidad es:

=

=

5.156

9.81= 0.526 /3

10. La glicerina a 20C tiene una gravedad especfica de 1.263. Calcule su densidad y

peso especfico.

=

4=

4 4 = 9810

3 4 = 1000

= 4 = 1.263 1000 = 1263 /3

= 4 = 1.263 9810

= 1.23104 /3

CONCLUSIONES

La mecnica de fluidos en esta primera parte se muestra como un rea encargada de

analizar y estudiar el comportamiento de los fluidos en diferentes condiciones lo que

ayuda a entender mejor el uso de un sistema de fluidos.

En este trabajo se analizaron las diferentes unidades o maneras de expresar una

magnitud vectorial y escalar como por ejemplo el peso especfico de un fluido o aspectos

bsicos como su volumen o su caudal.

Los diferentes sistemas de unidades reflejan para ciertos tipos de sociedades la manera

por la cual puede describirse o entenderse un fenmeno, sin embargo para evitar hablar

de diferentes formas de un mismo asunto se ha estandarizado un Sistema Internacional

de Unidades S.I., esto no quiere decir que todos los pases se hayan acogido a este

sistema, pero a medida que ha transcurrido el tiempo y con la constante expansin de la

globalizacin hablar en un mismo sistema se ha hecho fundamental, de ah la

importancia del S.I.

BIBLIOGRAFA

Robert L. Mott, Mecnica de fluidos Sexta Edicin, Pearson Educacin, Mxico,

2006

Wendor Chereque Moran, Mecnica de Fluidos I, Curso semestral para

estudiantes de Ingeniera Civil, Per, 1987

Tablas de fluidos, Tecnologa de fluidos y calor, Departamente de Fsica Aplicada,

Escuela Universitaria Politcnica de Sevilla