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PRESIÓN Y ESTÁTICA DE FLUIDOS http://louyauns.blogspot.com/ E-mail: [email protected] [email protected]
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PRESIN Y
ESTTICA DE FLUIDOS
http://louyauns.blogspot.com/
E-mail: [email protected]
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Hidrosttica
Hidrulica
Hidrodinmica
Neumtica
Estudio fluidos en reposo
Estudio fluidos en movimiento
Mecnica fluido aplicada a
gases
Aplicaciones tcnicas
CLASIFICACIN DE LA MECNICA DE
FLUDOS
-
ESTATICA DE FLUIDOS
La esttica trata con los fluidos sin movimiento, o ms
concretamente, con los fluidos que no sufren ninguna
deformacin, o lo que es lo mismo, en los cuales no
existe ningn gradiente de velocidades. En la esttica
trataremos con fluidos en ausencia de movimiento
relativo..
La consecuencia directa de la anterior es que la nica
forma de evitar que aparezcan gradientes de velocidad
es que no existan esfuerzos cortantes sobre el fluido. Lo
que nos indica que para que un fluido este en reposo o
bien no existen esfuerzos sobre el, o si existen estos son
esfuerzos normales y a compresin
-
ESTATICA DE FLUIDOS
Las reglas generales de estticas (como aplicado en
mecnica slida) aplicada en fluidos en reposo,
comprende de dos partes
El estudio de la presin y su variacin a travs del
fluido
El estudio de las fuerzas debidas a la presin sobre
superficies finitas
Notar que esta declaracin
tambin es valida para
superficies curvas, en este caso
la fuerza que acta en
cualquier punto esta normal a
la superficie en ese punto.
-
PRESION (P)
Fuerza ejercida por unidad de rea.
Si la fuerza ejercida en cada unidad de rea de un
elemento es la misma, se dice que la presin es
uniforme
Dimensiones:
A
Fp
F
A
Fuerza
Normal
A
Fp
cosA
Fuerza
Oblicua
F
ML T 1 2
Pasm
N 11 2 2
.s
mkgN
1 105 2bar N m
21.. smkg
-
PRESION EN UN PUNTO - PRINCIPIO DE
PASCAL
La presin en un punto en el seno de un fluido en
reposo es igual en todas direcciones.
acta perpendicular a la superficie ABCD
acta perpendicular a la superficie ABFE
acta perpendicular a la superficie FECD
ps
px
p y
s
-
PRESION EN UN PUNTO - PRINCIPIO DE
PASCAL
Cuando el fluido se encuentra en
reposo o sea en el equilibrio, la suma
de las fuerzas en cualquier direccin
es cero. La suma de fuerzas en la
direccin x:
La fuerza debido a
La componente de la fuerza en la
direccin x debido a
px
yzpAreapF xABFExxx
ps
zyp
s
yzsp
senAreapF
s
s
ABCDsxs
sen y
z
s
-
PRESION EN UN PUNTO - PRINCIPIO DE
PASCAL
La componente de la fuerza en la
direccin x debido a
Estando en reposo (en el equilibrio)
yp
sen y
z
0
yxF
sx
sx
yxsxxx
pp
zypyzp
FFF
0
0
s
-
En forma similar, sumando las
fuerzas en la direccin y. La fuerza
debido a
La componente de la fuerza debido
a,
La componente de la fuerza debido
a,
yp
s
zxpAreapF yCDEFyyy
sp
F p Area
p s zx
s
p x z
y s s ABCD
s
s
cos
cos xs px
Fyx 0
PRESION EN UN PUNTO - PRINCIPIO DE
PASCAL
-
PRESION EN UN PUNTO - PRINCIPIO DE
PASCAL
La fuerza debido a la gravedad,
Para estar en equilibrio
Los elementos, y son pequeos
por lo tanto son tambin
pequeos por lo tanto se consideran
despreciables
s
W
V
W
VW
zyxgW 2
1
02
1
0Peso
zyxgzxpzxp
FFF
sy
xysyyy
y z x y z
p py s
p p px y s
-
PRESION EN UN PUNTO - PRINCIPIO DE
PASCAL
Por lo tanto
La presin en cualquier
punto es la misma en
todas las direcciones.
Esto es conocido como la
ley de Pascal que se aplica
en fluidos en reposo
s
W
-
ECUACION DE LA HIDROSTATICA
y=0P0
P
P+dP
y
y+dy
dyA
F1
F2 dw
F1=PA
F2=(P+dP)A.
dw=dmg=(dV)g=(Ady)g,
F2-dw-F1=0
(P+dP)A-(Ady)g-PA=0
dP=gdy
dP=gdy
P-P0=g(y-0)
P-P0=gy
-
LA VARIACIN DE PRESIN DE UN FLUIDO
VERTICALMENTE BAJO LA GRAVEDAD
En la figura podemos ver
un elemento de fluido que
es una columna vertical de
rea particular constante,
rodeado de un mismo fluido
de densidad de masa . La
presin al fondo del cilindro
es p1 y esta en el nivel z1, y
en la cima esta p2 al nivel
z2. El fluido esta en reposo
y en el equilibrio para que
todas las fuerzas en la
direccin vertical puedan
sumar cero.
-
LA VARIACIN DE PRESIN DE UN FLUIDO
VERTICALMENTE BAJO LA GRAVEDAD
Es decir. tenemos:
Fuerza sobre el cilindro=
Fuerza bajo el cilindro=
Fuerza por el peso del
cilindro=
Tomando hacia arriba como
positivo, en equilibrio
tenemos
Ap1
Ap2
3Vmg
12 ZZgA
0 = 1221 zzgAApAp
. 1212 zzgpp z z z 2 1
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IGUALDAD DE PRESIN EN UN MISMO
NIVEL DE UN FLUIDO ESTTICO
p p gzl p p p gzr q
p gz p gz
p p
p q
p q
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IGUALDAD DE PRESIN EN UN MISMO NIVEL
DE UN FLUIDO ESTTICO
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MEDIDAS DE PRESIN
-
MEDIDAS DE PRESIN
MANMETROS
son dispositivos que se emplean para medir
diferencias de presin mediante columnas de
lquido
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MEDIDAS DE PRESIN
Manmetro Diferencial
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MEDIDAS DE PRESIN
Manmetro Tubo Inclinado
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MEDIDAS DE PRESIN
Manmetro de Bourdon
