UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA FACULTADA DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

MECANICA DE FLUIDOS

Ingº Alfredo Abelardo Carmona Ruiz

INTRODUCCIONINTRODUCCION

Qué son los fluidos?Qué son los fluidos?

Los fluidos son sustancias que "fluyen“ indefinidamente ante acciones externas.

Los fluidos se encuentran en estado líquido y en estado gaseoso.

Fluidos en estado líquidoFluidos en estado líquido

Líquidos:Líquidos: Fluidos cuyas moléculas pueden cambiar de posición una respecto a las otras, ero restringidas por las fuerzas de cohesión, a fin de mantener un volumen relativamente fijo. Ejemplo:

Fluidos en estado gaseosoFluidos en estado gaseosoGasesGases:: Fluidos cuyas moléculas prácticamente no se hallan restringidas por fuerzas de cohesión. El gas no tiene forma ni volumen definidos.

Qué es la mecánica de fluidos?Qué es la mecánica de fluidos?

La Mecánica de Fluidos es una rama de la Física que estudia el comportamiento de los fluidos.

Por qué es importante el estudio del Por qué es importante el estudio del comportamiento de los fluidos?comportamiento de los fluidos?

Los fluidos forman parte del mundo en que vivimos.

Muchos fluidos son utilizados por el hombre para su beneficio.

El agua y el aire, elementos naturales indispensables para la vida del hombre son los principales fluidos.

Leonardo Da Vinci

La Mecánica de Fluidos es Experimental y Teórica

APLICACIONES DE LA MECANICA APLICACIONES DE LA MECANICA DE FLUIDOSDE FLUIDOS

Aplicaciones en Navegación y AeronáuticaAplicaciones en Navegación y Aeronáutica

Diseño de embarcaciones y aviones que minimicen el efecto de arrastre y/o maximicen el efecto de sustentación.

Aplicaciones en Ingeniería MecánicaAplicaciones en Ingeniería Mecánica

Diseño de esquemas mecánicos de máquinas y sistemas de flujo para su funcionamiento. (Bombas, turbinas, motores de combustión, compresores de aire, equipos aire acondicionado

Aplicaciones en MeteorologíaAplicaciones en Meteorología

Estudio del flujo del aire en la atmósfera

Flujo de Viento Promedio a 300 hP Noviembre, 1989-1993

Aplicaciones en MedicinaAplicaciones en Medicina

Estudio del flujo de la sangre y del líquido cerebral

Aplicaciones en Ingeniería IndustrialAplicaciones en Ingeniería Industrial

Manejo y diseño de instalaciones industriales que basan su funcionamiento en el flujo de líquidos o gases

Aplicaciones en Ingeniería IndustrialAplicaciones en Ingeniería Industrial

Industria de la cerveza (esquema)

Aplicaciones en la Ingeniería IndustrialAplicaciones en la Ingeniería Industrial

Principios de ebullición,evaporación, refrigeración y condensación utilizados en muchos procesos industriales

Aplicaciones en Ingeniería CivilAplicaciones en Ingeniería Civil

Esquemas de aprovechamiento hídrico

Aplicaciones en Ingeniería CivilAplicaciones en Ingeniería Civil

Sistemas de conducción y de transporte

Aplicaciones en Ingeniería CivilAplicaciones en Ingeniería Civil

Protecciones ribereñas y costeras.

OBJETIVOS DEL CURSOOBJETIVOS DEL CURSO

Objetivos del cursoObjetivos del curso

Comprender las propiedades de los fluidos.

Interpretar las leyes que determinan su comportamiento.

Aplicar este conocimiento a situaciones prácticas.

DEFINICION FUNDAMENTALDEFINICION FUNDAMENTAL DE FLUIDODE FLUIDO

Un fluido es una sustancia que se deforma continuamente bajo la acción de esfuerzos

cortantes.

Diferencia entre un fluido y un sólidoDiferencia entre un fluido y un sólido

Desplazamientoo deformacióndefinida

Cambio continuo de formaante el efecto de una fuerzacortante

PROPIEDADES DE LOSPROPIEDADES DE LOS FLUIDOSFLUIDOS

Sistema de UnidadesSistema de Unidades

Sistema Internacional (SI):Sistema Internacional (SI):

- Longitud (L) = Metros (m) - Masa (M) = Kilogramos (kg) - Fuerza (F) = Newton (N) - Tiempo (T) = Segundos (s)

VolumenVolumenMide el espacio ocupado por la masa de un cuerpo

Unidad demedición : m3

Volumen de cuerpos geométricos. A es el área de la base, h, la altura y r, el radio.

MasaMasa

Masa es la cantidad de materia contenida en un cuerpo.

Unidad de medición : kg

PesoPesoEl peso de un cuerpo es la fuerza con que la tierra atrae su masa

PESO = PESO = MASAMASA x GRAVEDAD x GRAVEDAD

Unidad de medición : Newton

DensidadDensidad

Densidad es la cantidad de materia contenida en una unidad de volumen

DENSIDAD = MASA / VOLUMENDENSIDAD = MASA / VOLUMEN

Valores Típicos: Agua = 1000 kg/m3 • Mercurio = 13456 kg/m3 . Aire = 1,23 kg/m3

Peso EspecíficoPeso Específico

Mide la fuerza gravitacional de atracción actuando sobre un volumen unitario de masa

γγ = PESO / VOLUMEN = PESO / VOLUMEN

Valores Típicos: Agua = 9814 N/m3 . Mercurio = 132943 N/m3 . Aire = 12,07 N/m3

ViscosidadViscosidad

Propiedad de los fluidos de oponer resistencia al deslizamiento.

En los líquidos depende principalmente de la cohesión entre las moléculas del fluido.

En los gases depende principalmente del grado de agitación molecular.

La viscosidad determina los esfuerzos de corte internos.

TENSION SUPERFICIALTENSION SUPERFICIAL

Mide la capacidad de soporte de tensiones de la superficie de un líquido.

CapilaridadCapilaridad

Efecto

Presión de vaporPresión de vapor

Mide la presión ejercida por el fluido en estado gaseoso.

CavitaciónCavitación

Ebullición de un fluido producida cuando la presión externa sobre un fluido es excedida por la presión de vapor del mismo.

Fluido RealFluido Real

Fluido donde existen efectos de fricción entre partículas adyacentes.

Para que el flujo ocurra se deben vencer estas fuerzas de resistencia.

En dicho proceso se produce una conversión de energía en calor.

Fluido IdealFluido IdealFluido donde no existen efectos de fricción entre capas adyacentes.

Capas se deslizarán unas sobre otras sin resistencia.

No existe formación de remolinos o disipación de energía debido a la fricción.

Fluidos Newtonianos y No NewtonianosFluidos Newtonianos y No Newtonianos