CARACTERISTICA FLUIDOS

8/7/2019 CARACTERISTICA FLUIDOS

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FLUIDOS

HIDRAULICA I



CONTENIDO� Características de los fluidos

� Densidad� Presión

� Tensión superficial

� Presión

� Cohesión

� Adherencia

� Variación de la presión en un fluido en reposo

� Flotabilidad y principio de Arquímedes

� Fluidos en movimiento

� La ecuación de continuidad

� Ecuación de Bernoulli

� Aplicaciones de la ecuación de Bernoulli

± Movimiento de un fluido con velocidad constante

± Flujo de salida de un tanque



Características de los fluidos� No resiste a la deformación, ofrece

resistencia pequeña o nula a las fuerzas

cortantes.

� Es completamente deformable, toma la

forma de su recipiente.

� La fuerza sobre él, que debe ser normal a la

superficie



DensidadLa densidad media, V, se define como:

V

M !

La relación entre la densidad de cualquier líquido y la

densidad del agua se llama gravedad específica.

Fluido Densidad (kg/m3)

Núcleo del Sol 1.6 x 105

Mercurio líquido 13.6 x 103

Núcleo de la Tierra 9.5 x 103

Glicerina 1.26 x 103

Agua 1.00 x 103

Un buen aceite de oliva 0.92 x 103

Alcohol etílico 0.79 x 103

Aire a nivel del mar 1.29



PresiónLa presión se define como la fuerza por unidad de área, que

actúa perpendicularmente a una superficie:

A

F p !

Bajo la influencia de la gravedad, la presión varía como funciónde la profundidad. Suponga una pequeña área (A en un punto r,

y calculemos el límite cuando (Ap 0. Representamos con (F

la fuerza perpendicular a esta área, tenemos

dA

dF

A

F p

A!

(

(!

p( 0lim

(F (A

r



� Cohesion

� Adherencia



Variación de la presión en un

fluido en reposo

Un cilindro delgado imaginario

de fluido se aísla para indicar

las fuerzas que actúan sobre él,manteniéndolo en equilibrio

F hacia arriba = (p + (p)A

F hacia abajo = pA + ((m)g = pA + V (A (y)g



�La presión es independiente de la posición horizontal�Principio de Pascal: el mismo cambio de presión aplicada

a cualquier punto en un fluido en reposo, se transmite a

cada una de sus partes.

Es fácil llegar a:

O sea: p = p0 + Vg y

g

y

pV!

(

(



Flotabilidad y principio de

Arquímedes

F neta

= F hacia abajo F hacia arriba

= VghA Vwg yA



Podemos interpretar la diferencia entre el peso del bloque y la

fuerza neta como la fuerza de flotación hacia arriba:

F flot = F g ± F neta

Cuando el bloque está parcialmente sumergido, se tiene:

F flot = Vwg yACuando el bloque está totalmente sumergido, se tiene:

F flot = VwghA = VwgV

El principio de Arquímedes establece que:La fuerza de flotación sobre un objeto sumergido es igual al

peso del líquido desplazado.



Aplicación de la ley de Pascal

La presión atmisférica

equilibra la presión de la

columna de mercurio.Entonces:

P 0 = VHggh

Al nivel del mar y a 0o C

h = 0.760 m, entonces

P 0 = 1.013 x 105 Pa



Fluidos en movimiento

Nos concentraremos en el flujo estable, es decir, en el

movimiento de fluido para el cual v y p no dependen del

tiempo. La presión y la velocidad pueden variar de un punto a

otro, pero supondremos que todos los cambios son uniformes.

Un gráfico de velocidades se llama diagrama de línea de flujo.

Como el de la siguiente figura.



Emplearemos las siguientes hipótesis:

1. El fluido es incomprensible.

2. La temperatura no varía.

3. El flujo es estable, y entonces la velocidady la presión no dependen del tiempo.

4. El flujo no es turbulento, es laminar.

5. El flujo es irrotacional, de modo que nohay circulación.

6. El fluido no tiene viscosidad.

SIMPLIFICACIONES



La ecuación de continuidad

Considere el siguiente

tubo de flujo. De acuerdo

a la conservación de la

masa, se tiene:

V1v1 A1 =V2v2 A2

Si nos restringimos a fluidos

incomprensibles, entonces V1

=V2 y se deduce que

v1 A1 = v2 A2

El producto (velocidadperpendicular a un área) x

(área) es el flujo, *.



Ecuación de BernoulliDado que W neto = (K + (U , se puede llegar a

2

2

221

21

2

121

1 ghvpghvp VVVV !

En otras palabras:

constante2

2

1! ghvp VV



La ecuación de Bernoulli establece

que la suma de la presión, (p), la

energía cinética por unidad de

volumen (1/2 V v2) y la energíapotencial gravitacional por unidad de

volumen (V g y) tiene el mismo valor

en todos los puntos a lo largo de una

línes de corriente.



Ley de Torricelli

ghv 2!

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