MECANICA DE FLUIDOS I

PROFESOR PERCY COA

Sesiones 3 Y 4

OBJETIVO DE LAS SESIONES 3 y 4

Al finalizar la sesión el participante identificara los tipos de

fluidos, comprenderá las propiedades de los fluidos y solucionara ejercicios

numéricos referentes a la sesión .

AGENDA:

Primera parte1. Presentación Clases y intervención oral de alumnos2. Exposición Grupal – G13. Panel de preguntas y Discusión4. Reflexiones

Segunda parte5. Propiedades de los fluidos 6. Viscosidad, Compresibilidad, Tensión Superficial7. Resolución de ejercicios

Tercera parte8. Computadora y mecánica de fluidos9. Video y reflexiones10. Cierre del día

AGENDA:

Primera parte1. Presentación Clases y intervención oral de alumnos2. Exposición Grupal – G13. Panel de preguntas y Discusión4. Reflexiones

Segunda parte5. Propiedades de los fluidos 6. Viscosidad, Compresibilidad, Tensión Superficial7. Resolución de ejercicios

Tercera parte8. Computadora y mecánica de fluidos9. Video y reflexiones10. Cierre del día

Definición técnica del fluido

• La aplicación de t da lugar a una «velocidad de deformacion»

• Al retirar t la sustancia continua deformándose

Velocidad de deformación

• La velocidad de deformacion = dq / dt

• Por tanto t es proporcional a la velocidad de deformación

t = dq / dt

• Para dq = tanq ; q en radianes

dq = tanq = dx/ dy

• Reemplazando en t t = (1/dt)* (dx/ dy)

t = (1/dy)* (dx/ dt)

t = ( dv/ dy)

t = u ( dv/ dy) ecuación de newton de la viscosidad

t esfuerzo cortante

u viscosidad (coeficiente de proporcionalidad)

(dv/ dy) gradiente de velocidad

riqueza

Viscosidad (u)

« Es la propiedad de los fluidos que se opone al movimiento, dependiendo

de la temperatura ( > t° , < u )

La ley de Newton de la viscosidad establece que el esfuerzo tangencial que se

produce entre dos láminas separadas una distancia dy, que se desplaza con velocidades v y v + dv es proporcional al gradiente de velocidad

Viscosidad cinemática (u)

Ejercicio 01: Determinar la u de un liquido cuya viscosidad absoluta es 15 poise y

su densidad relativa es 0.95 (Rpta en m2/seg)

riqueza

Modulo de Elasticidad Volumétrico (E)

dp incremento de la presión

dVo variación de volumen

Vo volumen inicial

Ejercicio 02: Encontrar la expresión del modulo de elasticidad volumétrico de los

líquidos en termino de la densidad

Tensión superficial. Capilaridad

«Mide las fuerzas internas que hay que vencer para

poder expandir el área superficial de un liquido»

«La energía necesaria para crear una nueva área

superficial, trasladando las moléculas de la masa

liquida a la superficie de la misma»

s = (F/L) = (kg-m/m2) = (kg/m)

¿cuanto es la tensión superficial del agua a 20 C?

Los efectos de la Tensión superficial( de interés para el ingeniero)

* La presión dentro de una gota de agua, o de un

chorro delgado, es mayor que la exterior

* Cuando en un tubo de pequeño diámetro se sumerge

el agua:(ascenso capilar, se presenta en suelos)

1. el agua moja el tubo porque la adhesión agua –

tubo es mayor que la cohesión del agua.

2. El agua asciende una pequeña altura

Ejercicio 03: Calcular la altura aproximada a la que asciende el agua en un tubo

capilar de 1mm de diámetro en contacto con la atmosfera.

Ejercicio 04: El fluido que se muestra en la figura tiene u = 0.05 NS/m2 y una densidad

relativa Dr = 0.91, calcular el gradiente de velocidades y el esfuerzo cortante en puntos

situados a 25mm, 50mm y 75mm medidas desde el fondo considerando:

a) Una distribución de velocidad lineal

b) Una distribución de velocidad parabólica. la parábola tiene vértice en A el origen esta en

B

Ejercicio 05: un cilindro de 12 cm de radio gira concéntricamente en el interior de un

cilindro fijo de 12.60 cm de radio. Ambos cilindros tienen una longitud de 30 cm.

Determinar la viscosidad del liquido que llena el espacio entre los dos cilindros si se

necesita un par de 9 kg-cm para mantener una velocidad angular uniforme de 60

RPM.

Datos

Dirección de girado

Ejercicio 06: Calcular la presión a 1500 m de profundidad en el mar

a) Considerando el agua incomprensible ( g = 1000 kg/m3)

b) Considerando el agua comprensible ( E = 21000 kg/cm2)

Qué nos llevamos hoy?

AGENDA:

Primera parte1. Presentación Clases y intervención oral de alumnos2. Exposición Grupal – G13. Panel de preguntas y Discusión4. Reflexiones

Segunda parte5. Propiedades de los fluidos 6. Viscosidad, Compresibilidad, Tensión Superficial7. Resolución de ejercicios

Tercera parte8. Computadora y mecánica de fluidos9. Video y Reflexiones10. Cierre del día

Qué nos llevamos hoy?

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