FLUIDO
FLUIDO
S
S
La hidráulica La hidráulica es el áres el área de la ea de la Física que sFísica que se encarga de e encarga de estudiar estudiar a losa los fluidos y su comportamiento. En función del movimiento de estos se fluidos y su comportamiento. En función del movimiento de estos se divide en hidrostática e
divide en hidrostática e hidrodináhidrodinámica.mica.
La mecánica de fluidos estudia las leyes de movimiento de los La mecánica de fluidos estudia las leyes de movimiento de los fluidofluido y sus procesos de interacción con
y sus procesos de interacción con los cuerpos s´lidos. Su desarrollo elos cuerpos s´lidos. Su desarrollo e una mezcla de teoría y
una mezcla de teoría y experimentos por un lado básicamenteexperimentos por un lado básicamente
matemáticos, aunque gran parte de sus modelos se originaron con matemáticos, aunque gran parte de sus modelos se originaron con un carácter empirico.
un carácter empirico.
Los fluidos son sustancias que debido a su baja resistencia alLos fluidos son sustancias que debido a su baja resistencia al esfuerzo cortante fluyen libremente, carecen de forma propia y esfuerzo cortante fluyen libremente, carecen de forma propia y
generan fuerzas perpendiculares a las paredes del recipiente que los generan fuerzas perpendiculares a las paredes del recipiente que los contenga, ocasionando una condición de
contenga, ocasionando una condición de presión. Generalmente sepresión. Generalmente se encuentran en
encuentran en estado estado líquido y/o líquido y/o gaseoso, aunqugaseoso, aunque algunas e algunas mezclasmezclas de los tres estados de agregación se comportan como fluidos.
DENSIDA
D
La
densidadtambién se define como el cociente de dividir la masa
de la sustancia entre el volumen que ocupe dicha masa.
Su expresión es la siguiente:
m
v
P
P
= Densidad (gr/cm, kg/m, UTM/m, slug/ft ) m = Masa ( gr, kg, UTM, slug )v = Volumen ( cm , m , ft )3 3 3
3 3 3
3
PESO ESPECIFICO
El
peso especificose define como la relación de dividir el
peso de una sustancia entre el volumen que ocupe dicho
peso.
Su expresión es la siguiente:
w
v
= Peso especifico (D/cm, N/m, Kg/m, Lb/ft )
3 3 3 3W = Peso (D, N, Kgf, Lb )
V = Volumén (cm, m, ft )
3 3 3CARACTERISTICAS DE LOS FLUIDOS
VISCOSIDAD – Es la
propiedad que tienen los fluidos para resistirse a iniciar un movimiento.
El aceite es muy viscoso
debido a eso sale muy lentamente del barril.
TENSION SUPERFICIAL – Es una pequeña capa muy delgada
que se forma en la superficie del fluido.
ADHERENCIA – Es la
propiedad que tienen los fluidos de la misma especie para unirse unos con otros.
Capa delgada formada en la superficie del agua El mercurio que es un metal liquido tiene la facilidad de unirse.
COHESION – Es la
propiedad que tienen dos moléculas de diferentes sustancias para unirse.
CAPILARIDAD – Es la propiedad que tienen dos fluidos para subir sobre un sólido. Esta propiedad generalmente se observa y se origina mediante pequeños tubos del diámetro de un cabello los cuales se conocen como tubos capilares.
DENSIDAD – Es aquella propiedad que tienen los fluidos la cual
identifica que tan unidas estan las moléculas de las sustancias.
Dos sutancias Diferentes (agua y grenetina) Por ejemplo la densidad de la neblina
PRESION EN UN FLUIDO
La presión en un fluido es tambien conocida como presión
hidrostatica la cual se origina en función de la profundidad donde actue la fuerza y se define como:
La presión de un fluido en cualquier punto es directamente proporcional a la densidad del fluido y a la profundidad por
debajo de la superficie del fluido.
Su expresión es la siguiente:
Ph =
Ph =
g
P
h
h
Ph = Presión hidrostatica
h = altura
P
= Densidad
g
= gravedad
= Peso especifico
PRESION
La presión se define como la fuerza normal o perpendicular que actúa por unidad de área.
La expresión de la presión es la siguiente:
P =
dF
dA
P= Presión (N/m2 = P, lb/pie2) F= Fuerza (D, N, Kgf, Lb) A= Área (cm2, m2, ft2 )
PRINCIPIO DE PASCAL
Para las maquinas simples el trabajo de entrada debe de ser igual al trabajo de salida, considerando despresiable el rozamiento del fluido, por lo que la fuerza generada en el inicio debe de ser igual a la distancia recorrida tanto en el inicio como en el punto final. Es decir, la presión aplicada en el punto de inicio genera una misma presión a lo largo del ducto, y del fluido obteniendo una misma presión en la salida. Este fenomeno que fue observado por el matematico francés Blaise Pascal mismo que se conoce como
Principio de Pascal, el cual señala: una presión externa aplicada a un fluido
confinado se transmite uniformemente a cada porción del fluido y a las paredes del recipiente que lo contenga.
El Principio de Pascal es utilizado en la industria mediante la máquina denominada Prensa Hidráulica.
Su expresión es:
P1 = P2
(
F A)
=
1(
F A)
2 F1 F2 P1 P2PRINCIPIO DE ARQUIMEDES
Todo fluido ejerce una fuerza en forma ascendente el cual origina que cuando un objeto es sumergido en el fluido este pueda flotar, quedar parcialmente sumergido o hundirse. Este fenomeno se conoce como flotación y la fuerza que actua en forma ascendente se denomina fuerza de flotación o empuje.
El matematico griego Arquimedes fue el primero en estudiar el empuje vertical hacia arriba que ejercen los fluidos el cual se conoce como Principio de Arquimedes,
mismo que señala:
“ Un objeto que esta completa o parcialmente sumergido en un fluido experimenta una fueraz de abajo hacia arriba igual al peso del fluido desalojado.”
La expresion del Principio de Arquimedes es la siguiente:
F = F = Ep } Empuje
F BEp = W (peso)
Ep = V
El principio de Arquimedes presenta las siguientes caracteristicas:
1.- Un objeto se hundira si el peso del fluido que desaloja el empuje es menor que el peso del cuerpo.
2.- Si el peso del fluido desalojado es exactamente igual al peso del cuerpo sumergido no se hundira ni se elevara el cuerpo, es decir estara en equilibrio.
3.- Si el peso del fluido desalojado excede al peso del cuerpo sumergido, el cuerpo se el elevara a la superficie y flotara.
Si el Ep es mayor que W este va a flotar
Ep W
Si el Ep es igual que W este se queda en medio
Ep W
Si el Ep es menor que W este se hunde
