Unidad i propiedades de los fluidos
-
Upload
alberto-collantes-saint-pere -
Category
Documents
-
view
252 -
download
7
Transcript of Unidad i propiedades de los fluidos
![Page 1: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/1.jpg)
Mecánica de Fluidos y Termodinámica
Programa de Formación Regular
Correo: [email protected]
Oficina: 1005
Hora de atención:
Lunes: 14.00 – 16.00
Profesor: Ing. Héctor Zevallos Ch.ASHRAE miembro Asociado
![Page 2: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/2.jpg)
MECÁNICA DE FLUIDOS
UNIDAD I
![Page 3: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/3.jpg)
Competencias, capacidades a obtener
• Identificar y diferenciar las propiedades de los fluidos compresibles e incompresibles.
Rev. Feb. 2013 Mecánica de Fluidos y Termodinámica - Hzch
3
![Page 4: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/4.jpg)
1.1 Definición de fluido
• Un fluido se define como una sustancia que cambia su forma continuamente siempre que esté sometida a un esfuerzo cortante, sin importar qué tan pequeño sea
Rev. Feb. 20134
Sustancias capaces de fluir y que se adaptan al recipiente que los contienen.
Mecánica de Fluidos y Termodinámica - Hzch
![Page 5: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/5.jpg)
Fluido compresible
Rev. Feb. 20135
F
F F
F F F
F
F F
F F F
F
F F
F F F
Mecánica de Fluidos y Termodinámica - Hzch
![Page 6: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/6.jpg)
Fluido Incompresible
Rev. Feb. 20136
Mecánica de Fluidos y Termodinámica - Hzch
![Page 7: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/7.jpg)
1.2 Sistemas de unidades
Rev. Feb. 20137
Cantidad Sistema Internacional Sistema Inglés
Longitud Metro m Pie ft
Masa Kilogramo kg Libra masa lbm
Tiempo Segundo s Segundo s
Fuerza Newton N Libra fuerza lbf
Temperatura Kelvin K Rankine R
Energía Joule J Pie-libra ft-lbf
Potencia Watt W Horse power Hp
Mecánica de Fluidos y Termodinámica - Hzch
![Page 8: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/8.jpg)
1.3 Densidad
Rev. Feb. 20138
La densidad ρ de una sustancia es la masa por unidad de volumen de dicha sustancia. En los líquidos, ρ puede considerarse constante para las variaciones ordinarias de presión.
La densidad del agua para las temperaturas más comunes es de 1 g/cm3
Densidad de los gases:
P: Presión absolutaR: Constante del gasT: Temperatura absoluta
Mecánica de Fluidos y Termodinámica - Hzch
![Page 9: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/9.jpg)
1.4 Peso específico
• El peso específico ɣ de una sustancia es el peso de la unidad de volumen de dicha sustancia. En los líquidos, ɣ puede considerarse constante.
• El peso especifico del agua para las temperaturas más comunes es de 1 kgf/dm3.
Rev. Feb. 20139
Donde ρ es la densidad y g es la aceleración de la gravedad.
Mecánica de Fluidos y Termodinámica - Hzch
![Page 10: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/10.jpg)
1.5 Densidad Relativa de un cuerpo
• La densidad relativa de un cuerpo es un numero adimensional que viene dado por la relación de el peso de un cuerpo al peso de un volumen igual de una sustancia que se toma como referencia.
• Los sólidos y los líquidos se refieren al agua a 20ºC, mientras que los gases se refieren al aire libre.
Rev. Feb. 201310Mecánica de Fluidos y
Termodinámica - Hzch
![Page 11: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/11.jpg)
Rev. Feb. 201311Mecánica de Fluidos y
Termodinámica - Hzch
![Page 12: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/12.jpg)
1.6 Viscosidad de un fluido
• Mide la resistencia del fluido ante la aplicación de un esfuerzo de corte.
• Se refiere al resultado de la fricción interna originada cuando una capa de fluido se mueve respecto a otra capa paralela adyacente.
Rev. Feb. 201312Mecánica de Fluidos y
Termodinámica - Hzch
![Page 13: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/13.jpg)
1.6 Viscosidad de un fluido
Rev. Feb. 201313
dydv
μAF
dydv
AF
dydv
μτ
velocidad angular de deformación.
esfuerzo de corte:
dydvτ
μ
Viscosidad Absoluta
Mecánica de Fluidos y Termodinámica - Hzch
![Page 14: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/14.jpg)
Comportamiento de los fluidos
Rev. Feb. 201314
La viscosidad en un gas aumenta con la temperatura.
La viscosidad en un líquido disminuye.
Mecánica de Fluidos y Termodinámica - Hzch
![Page 15: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/15.jpg)
Unidades de Viscosidad
Rev. Feb. 201315
densidadabsolutaviscosidad
cinemáticaviscosidad
Unidades de Viscosidad Dinámica (ó Absoluta) µ:
• Poise• 1 cP = 0,01 P• 1 P = 0,1 Pa . s• 1 cP = 0,001 Pa . s
• Unidades de Viscosidad Cinemática :
• Stoke• 1 St = 1 cm2 / s• 1 cSt = 0,01 St
Mecánica de Fluidos y Termodinámica - Hzch
![Page 16: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/16.jpg)
Índice de viscosidad en los aceites
Rev. Feb. 201316
Mecánica de Fluidos y Termodinámica - Hzch
![Page 17: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/17.jpg)
Rev. Feb. 201317Mecánica de Fluidos y
Termodinámica - Hzch
![Page 18: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/18.jpg)
1.7 Presión de vapor
• La presión de vapor es la presión de la fase gaseosa o vapor de un sólido o un líquido sobre la fase líquida, para una temperatura determinada, en la que la fase líquida y el vapor se encuentran en equilibrio dinámico; su valor es independiente de las cantidades de líquido y vapor presentes mientras existan ambas.
Rev. Feb. 201318Mecánica de Fluidos y
Termodinámica - Hzch
![Page 19: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/19.jpg)
• Los líquidos mas volátiles (éter, gasolina, acetona etc) tienen una presión de vapor saturado mas alta, por lo que este tipo de líquidos, confinados en un recipiente cerrado, mantendrán a la misma temperatura, un presión mayor que otros menos volátiles.
• Eso explica porqué, a temperatura ambiente en verano, cuando destapamos un recipiente con gasolina, notamos que hay una presión considerable en el interior, mientras que si el líquido es por ejemplo; agua, cuya presión de vapor saturado es mas baja, apenas lo notamos cuando se destapa el recipiente.
Rev. Feb. 201319Mecánica de Fluidos y
Termodinámica - Hzch
![Page 20: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/20.jpg)
1.8 Tensión Superficial
• A nivel microscópico, la tensión superficial se debe a que las fuerzas que afectan a cada molécula son diferentes en el interior del líquido y en la superficie. Así, en el interior de un líquido cada molécula está sometida a fuerzas de atracción que en promedio se anulan.
Rev. Feb. 201320
Esto permite que la molécula tenga una energía bastante baja.
Mecánica de Fluidos y Termodinámica - Hzch
![Page 21: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/21.jpg)
• En la superficie hay una fuerza neta hacia el interior del líquido.
• Rigurosamente, si en el exterior del líquido se tiene un gas, existirá una mínima fuerza atractiva hacia el exterior, aunque en la realidad esta fuerza es despreciable debido a la gran diferencia de densidades entre el líquido y el gas.
Rev. Feb. 201321
Las moléculas superficiales tienen más energía que lasinteriores.
Mecánica de Fluidos y Termodinámica - Hzch
![Page 22: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/22.jpg)
1.9 Capilaridad
• La capilaridad es una propiedad de los líquidos que depende de su tensión superficial (la cual a su vez, depende de la cohesión o fuerza intermolecular del líquido), que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar.
• Cuando un líquido sube por un tubo capilar, es debido a que la fuerza intermolecular (o cohesión intermolecular) entre sus moléculas es menor a la adhesión del líquido con el material del tubo (es decir, es un líquido que moja).
• El líquido sigue subiendo hasta que la tensión superficial es equilibrada por el peso del líquido que llena el tubo. Éste es el caso del agua.
Rev. Feb. 201322Mecánica de Fluidos y
Termodinámica - Hzch
![Page 23: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/23.jpg)
Rev. Feb. 201323
Entre algunos materiales, como el mercurio y el vidrio, las fuerzas intermoleculares del líquido exceden a las existentes entre el líquido y el sólido, por lo que se forma un menisco convexo y la capilaridad trabaja en sentido inverso.
Mecánica de Fluidos y Termodinámica - Hzch
![Page 24: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/24.jpg)
MODULO DE ELASTICIDAD VOLUMÉTRICO
Rev. Feb. 2013 Mecánica de Fluidos y Termodinámica - Hzch
24
![Page 25: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/25.jpg)
Rev. Feb. 2013 Mecánica de Fluidos y Termodinámica - Hzch
25
![Page 26: Unidad i propiedades de los fluidos](https://reader038.fdocumento.com/reader038/viewer/2022102608/5586d06ed8b42a2c4d8b475a/html5/thumbnails/26.jpg)
Ejercicios
Rev. Feb. 2013 Mecánica de Fluidos y Termodinámica - Hzch
26