clase_03 de fluidos

7/25/2019 CLASE_03 de fluidos

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MECNICA DE FLUIDOS

PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

CONCEPTOS Y PRINCIPOS

INGENIERA

INGENIERA CIVIL

2015 - I

ING CIP MANUEL CASAS VILLALOBOS


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UNIVERSIDAD RICARDO PALMAMECNICA DE FLUIDOS


DOCENTE : ING CIP MANUEL CASAS VILLALOBOS

M a n u e l .C a sa sV @u rp .p em a n u e lc a sa su rp @y a ho o .c o m

2 01 5


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HISTORIA

Archimedes(C. 287-212 BC)

Newton(1642-1727)

Leibniz(1646-1716)

Euler(1707-1783)

Navier(1785-1836)

Stokes(1819-1903)

Reynolds

(1842-1912)

Prandtl

(1875-1953)

Bernoulli(1667-1748)

Taylor

(1886-1975)ING. CIP MANUEL CASAS VILLALOBOS3
http://www-gap.dcs.st-and.ac.uk/~history/PictDisplay/Taylor_Geoffrey.html


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OBJETIVOS

DEFINICIONESSISTEMAS DE UNIDADES


PRESIN

M AN O M E T R A

MECNICA DE FLUDOS

MARZO / JULIO del 2015
http://www.google.com.ni/imgres?imgurl=http://www.invdes.com.mx/UserFiles/Image/oct08/fluidos.gif&imgrefurl=http://fisicacienciayeducacion.blogspot.com/&usg=__7CeFGcbF7qk-z6H98h1NCoiYvno=&h=472&w=354&sz=65&hl=es&start=41&zoom=1&tbnid=t5xHnpciIBxGPM:&tbnh=129&tbnw=97&prev=/images?q=fluidos&start=40&hl=es&sa=N&gbv=2&tbs=isch:1&itbs=1http://www.google.com.ni/imgres?imgurl=http://www.invdes.com.mx/UserFiles/Image/oct08/fluidos.gif&imgrefurl=http://fisicacienciayeducacion.blogspot.com/&usg=__7CeFGcbF7qk-z6H98h1NCoiYvno=&h=472&w=354&sz=65&hl=es&start=41&zoom=1&tbnid=t5xHnpciIBxGPM:&tbnh=129&tbnw=97&prev=/images?q=fluidos&start=40&hl=es&sa=N&gbv=2&tbs=isch:1&itbs=1


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MECNICA DE FLUIDOS

Asignatura: Bsica de Carrera

Total de horas Teora semanales: 2

Total de horas Practica semanales: 2

Total de horas Laboratorio semanales: 3 Total de horas semestrales: 105

Requisito: Dinmica

Precedencia: Matemticas AplicadasEstadstica y Probabilidades

ING. CIP MANUEL CASAS VILLALOBOS MECNICA DE FLUIDOS5


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MECNICA DE FLUIDOS

Presentacin de la asignaturaSilabo

Horarios

Recordar Reglamento y Normas a cumplir Inasistencia horas (30 % )

Puntualidad en horarios



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IMPORTANCIA DE LA ASIGNATURA

Qu es el ingeniero Civil?

De acuerdo al perfil profesional de la carrera, elIngeniero Civil egresado de la URP debe estar encapacidad de planear, organizar, ejecutar ycontrolarlosdiversos procesos en ingenierade una forma integral en todas las etapas de

los proyectos civiles.



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INTRODUCCION A LA MECANICA DEFLUIDOS

Entre otras aplicaciones de la mecnica de fluidos estn

la propulsin a chorro, las turbinas, los compresores y las

bombas.

La hidrulica estudia la utilizacin en ingeniera de la

presin del agua o del aceite.

La mecnica de fluidos puede subdividirse en dos campos

principales: la esttica de fluidos, o hidrosttica, que se

ocupa de los fluidos en reposo, y la dinmica de fluidos,que trata de los fluidos en movimiento.

ING. CIP MANUEL CASAS VILLALOBOS8


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LA MECNICA DE FLUIDOS: HIDROSTTICAAplicaciones en la Ingeniera Civil

ESQUEMAS DE APROVECHAMIENTO HDRICOING. CIP MANUEL CASAS VILLALOBOS9


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El trmino de hidrodinmica se aplica al flujo de lquidoso al flujo de los gases a baja velocidad, en el que puede

considerarse que el gas es esencialmente incompresible.

La aerodinmica, o dinmica de gases, se ocupa del

comportamiento de los gases cuando los cambios de

velocidad y presin son lo suficientemente grandes para

que sea necesario incluir los efectos de la

compresibilidad.

INTRODUCCION A LA MECANICA DE FLUIDOS



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MODELOS



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MECNICA DE FLUIDOS

Un avin F-18 volando al nmero de Mach 1.4 a 35,000 pies de altitud.

http://www.galleryoffluidmechanics.com/shocks/f18b.htm


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MECNICA DE FLUIDOS Un avin T-38 volando al nmero de Mach 1.1 a 13,700 pies de altitud

ING. CIP MANUEL CASAS VILLALOBOS 13
http://www.galleryoffluidmechanics.com/shocks/g2a.htm


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OBJETIVOS

Aplicar los principios de la mecnica de fluidos en elplanteamiento y resolucin de problemas prcticos,relacionados con el transporte de fluidos.

Desarrollar la capacidad de los alumnos basado enconocimientos terico-prcticos para seleccionar,diseary evaluarprincipios matemticos aplicados alflujo de fluidos.



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TEMARIO

Introduccin a la Mecnica de los Fluidos Propiedades de los fluidos

Conceptos

Sistemas de Unidades

Viscosidad Presin y manometra

Piezmetros

Manometra

Principio de Pascal

Principio de Arqumedes

Aplicaciones: Agua Subterrnea



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ING. CIP MANUEL CASAS VILLALOBOS

MECNICA DE FLUIDOS

La Mecnica de los Fluidos es la ciencia que estudia el

comportamiento de los fluidos en reposo o en movimientoy la interaccin de los fluidos con slidos o con otrosfluidos en las fronteras.

Es una parte de una disciplina ms amplia llamada

mecnica de medios continuos, que incluye tambin elestudio de slidos sometidos a esfuerzos.

El conocimiento de los fluidos es esencial, no solamentepara tratar con exactitud los problemas de movimiento de

fluidos a travs de tuberas, bombas y otros tipos deaparatos, sino tambin para el estudio del flujo de calor yde muchas operaciones de separacin que dependen de ladifusin y la transferencia de materia.

MECNICA DE FLUIDOS16


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MECNICA DE FLUIDOS



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MECNICA DE FLUIDOS


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METEOROLOGA



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CUERPO

SOLIDORIGIDO

DEFORMABLE

FLUIDO

LIQUIDOS

GASES

QUE SE DEBE ENTENDER POR OBJETO O CUERPO?



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Un fluido puede ser caracterizado de diferentes maneras:

Espaciamiento molecularActividad molecular

En un fluido el espaciamiento entre molculas es mayorque en un slido, como tambin es mayor el rango de

movimiento de las molculas.

CARACTERIZACIN DE FLUIDOS



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Definiciones

Fluidoes aquella sustancia que, debido a su poca cohesinintermolecular, carece de forma propia y adopta la formadel recipiente que lo contiene.

Un Fluidoes una sustancia que se deforma continuamentecuando est sometido a un esfuerzo cortante, sin importarla magnitud de ste.

Un Fluidoofrece poca resistencia al cambio de forma.



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La materia ordinaria se presenta en alguno de los tresestados siguientes: slido, lquido o gaseoso.

Existe un cuarto estado de la materia denominadoplasma que es esencialmente un gas ionizado con igual

nmero de cargas positivas que negativas. Un slido cristalino es aqul que tiene una estructura

peridica y ordenada, como consecuencia, tiene unaforma que no cambia, salvo por la accin de fuerzas

externas.

FLUIDO



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En el estado gaseoso, las molculas estn en continuomovimiento y la interaccin entre ellas es muy dbil.

Las interacciones tienen lugar, cuando las molculaschocan entre s.

Un gas se adapta al recipiente que lo contiene pero tratade ocupar todo el espacio disponible.

En estas notas de clases, se estudiarn los denominadosfluidos ideales o perfectos, aquellos que se pueden

desplazar sin que presenten resistencia alguna.

FLUIDO



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DISPOSICION DE LAS MOLECULAS



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FLUIDO Un fluido se define como una sustancia que se deforma

de manera continua cuando acta sobre ella unesfuerzo cortante de cualquier magnitud.

Una sustancia en la fase liquida o en la gaseosa seconoce como fluido.

El agua, aceite y aire fluyen cuando sobre ellos acta unesfuerzo cortante.



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Concepto de Fluido: Se conoce como fluido a todo cuerpo que carece de

elasticidad de forma. No presenta fuerzas internas tangenciales o stas son muy

pequeas.

Los movimientos relativos entre partculas fluidas no

realizan trabajo.

Fluidos Ideales:

a) No responden a tensiones tangenciales.

b) Son continuos. La hiptesis de continuidad del fluido permite hablar de densidad como

funcin de punto.



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Los fluidos se clasifican en lquidos y gases.

Caractersticas

Los lquidos son incompresibles Los gases son compresibles

Los lquidos toman el volumen del recipiente que loscontiene y la superficie mantiene un nivel uniforme

(el contenedor puede estar abierto). Los gases solo pueden estar contenidos en un recipiente

cerrado y llenan completamente su volumen.



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PROPIEDADES DE LOS FLUIDOSDimensiones y Unidades

Las abstracciones utilizadas para describir lasmanifestaciones o caractersticas de un cuerpo sedenominan dimensiones.

Existen dos tipos de dimensiones Las bsicas que son independientes de otra dimensin; Las secundarias son funcin de las dimensiones bsicas.

Las dimensiones bsicas ms utilizadas son las siguientes: Longitud L Tiempo T Masa M Temperatura


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Existen diferentes tipos de sistemas de unidadessiendo los ms utilizados: cgs (centmetro-gramo-segundo) mks (metro-kilogramo-segundo) ingls (pie-libra-segundo)

Sistema Internacional Sistema Tcnico

Cantidad Fsica

Es aquella donde est definida claramente la dimensin, launidad y la magnitud (Ejemplo: 10C). Qu se mide? Cmo se mide? Cunto mide?



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Ejemplos de unidades secundarias:

amFfuerza

t

L

anaceleraci

t

Lvvelocidad

2

t

WPotpotencia

LFWtrabajo



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Sistema Mtrico en Ingenieria

Longitud L [m]

Masa M [kg]

Tiempo T [s] Temperatura [K]

Fuerza F [kgf Kg]

donde:

kgfskgf

N9,80665

mkg9,80665nalgravitacioconversindefactor:g

gamkgf

2C

c



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Sistema Tcnico Ingls

Longitud L [pie]

Masa M [lb] Tiempo T [s]

Temperatura [R]

Fuerza F [lbf lb]

donde:

2C slbf

pielb32,174nalgravitacioconversindefactor:g



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Ejemplo o1

Suponga que la aceleracin de la gravedad en ciertolugar es g =9,70 m/seg2, encuentre:

Cunto pesan 10 kg de una sustancia?

Exprese el resultado en el sistema mtrico.

Exprese el resultado en el sistema ingls.

Exprese el resultado en el sistema internacional.



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Definiciones

Masa(m): Es una medida de la resistencia de

un cuerpo a un cambio demovimiento (cantidad de fluido).

Peso(W): Es la fuerza con que un cuerpo es

atrado hacia la tierra por la accinde la gravedad.



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Densidad:Se define la densidad odensidad especficao densidad absolutacomo la cantidad de masapor unidad de volumen de una sustancia ()

Peso Especfico:

El peso especficocorresponde a la cantidad depeso por unidad de volumen de una sustancia.

3 3

M kg slug = ;

V m pie

f

3 3

lbw N = ;

V m pie



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La relacin entre densidad y peso especfico es:

La densidad relativa rpuede definirse como elcociente entre la densidad de una sustancia y ladensidad del agua a 4C .

El peso especficorelativo rpuede definirsecomo el cociente entrepeso especfico de una sustanciay lapeso especfico del agua a 4C .

g

V

gm

V

W



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Aire 1,29 Aluminio 2 700

Helio 0,18 Cobre 8 920

Hidrgeno 0,09 Hierro 7 860

Agua dulce 1 000 Plomo 11 300

Hielo 917 Oro 19 300

Agua salada 1 030 Mercurio 13 600

Alcohol 806 Madera 373

Densidades de algunas substancias (kg/m3)



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BIBLIOGRAFA

Fluid MechanicsV L Streeter, E Benjamin Wylie & K W BedforeWCB McGraw Hill

Fluid MechanicsFrank M White

McGraw Hill International Editions

Introduction to Fluid MechanicsFox & McDonald

John Wiley & Sons, Inc.

Transport PhenomenaR. B. Bird, W. E. Stewart, and E. N. Lightfoot

Wiley



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BIBLIOGRAFA

Fundamentals of Momentum Heat and MassTransport

James Welty et al. (3W+R)

4th ed. (Wiley).

Fluid Mechanics for Chemical Engineers,

James WilkesPrentice Hall, 1999

Fluid MechanicsP K Kundu & I M Cohen

R. B. Bird, W. E. Stewart, and E. N. LightfootElsevier Inc.


T i


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Temario

Introduccin a la Mecnica de los Fluidos

Propiedades de los fluidos

Conceptos

Sistemas de Unidades

Viscosidad Presin y manometra

Piezmetros

Manometra

Principio de Pascal Principio de Arqumedes

Aplicaciones: Agua Subterrnea



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OBJETIVOS

DEFINICIONESSISTEMAS DE UNIDADES


PRESIN

M AN O M E T R A

MECNICA DE FLUDOS

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http://www.google.com.ni/imgres?imgurl=http://www.invdes.com.mx/UserFiles/Image/oct08/fluidos.gif&imgrefurl=http://fisicacienciayeducacion.blogspot.com/&usg=__7CeFGcbF7qk-z6H98h1NCoiYvno=&h=472&w=354&sz=65&hl=es&start=41&zoom=1&tbnid=t5xHnpciIBxGPM:&tbnh=129&tbnw=97&prev=/images?q=fluidos&start=40&hl=es&sa=N&gbv=2&tbs=isch:1&itbs=1http://www.google.com.ni/imgres?imgurl=http://www.invdes.com.mx/UserFiles/Image/oct08/fluidos.gif&imgrefurl=http://fisicacienciayeducacion.blogspot.com/&usg=__7CeFGcbF7qk-z6H98h1NCoiYvno=&h=472&w=354&sz=65&hl=es&start=41&zoom=1&tbnid=t5xHnpciIBxGPM:&tbnh=129&tbnw=97&prev=/images?q=fluidos&start=40&hl=es&sa=N&gbv=2&tbs=isch:1&itbs=1


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PRINCIPIOS I

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MECNICA DE FLUIDOS


CONCEPTOS Y PRINCIPOS

INGENIERA

INGENIERA CIVIL

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