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Mecánica de Fluidos Docente: Ing. Alba V. Díaz Corrales
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Mecánica de Fluidos
Docente: Ing. Alba V. Díaz Corrales
Mecánica de Fluidos
Contenido
Fluidos incompresibles
Ecuación de continuidad
Ecuación de Bernoulli y aplicaciones
Líneas de cargas piezométricas y cargas
totales
Potencia al fluido y potencia al freno
Mecánica de Fluidos
Para fluidos reales, el estudio de la
mecánica de fluidos es mas complejo.
Estudiaremos fluidos “ideales” . Sin
embargo, los resultados son muy útiles en
situaciones reales.
Características de los fluidos ideales en
movimiento
Incompresible – La densidad es constante y
uniforme.
Flujo Constante – La velocidad no cambia con
el tiempo aunque puede ser diferente en
diferentes puntos.
No-viscoso -– Sin fricción. Las fuerzas son
conservativas.
Irrotacional – Las partículas sólo tienen
movimiento de traslación.
Mecánica de Fluidos
Los principios físicos más útiles en las
aplicaciones de la mecánica de fluidos son el
balance de materia, o ecuación de continuidad,
las ecuaciones del balance de cantidad de
movimiento y el balance de energía mecánica.
ECUACIÓN DE CONTINUIDAD
D1, m1
D2, m2
Consideraciones:
• Flujo de 1 a 2 constante
• La cantidad de fluido que pasa por cualquiera sección
del tubo 1 ó 2 es constante
• Si no se retira o agrega fluido entonces el fluido m1=
m2 en un tiempo determinado
AVm
222111VAVA cte
21
2211VAVA
AVQ 21QQ
GASTO VOLUMÉTRICO
El gasto volumétrico o caudal es el volumen de
agua que pasa a través de una sección de tubería
por unidad de tiempo. Se expresa en m3/s, L/s,
Pie3/s dependiendo del sistema de unidades en
que se trabaje.
Q = V/t = vA
Q: Flujo volumétrico m3/sV: Velocidad promedia del flujo en la sección transversal de estudio
m/s
A: Superficie de la sección transversal m2
AINT= DINT2Xπ/4
Ecuación de Continuidad
Esta expresión expresa la idea de
que la masa de fluido que entra
por el extremo de un tubo debe
salir por el otro extremo.
2211VAVA
Ecuación de Continuidad
Ley de conservación de la masa en la dinámica de los fluidos:
A1.V1 = A2.V2 = constante
Recordar que P = F/A = F = P.A
ÁREAS DE TUBERÍAS ESTÁNDAR
Área Real:
se da en tablas por los fabricantes y se puede calcular diámetros
reales de la relación. Se hace referencia al diámetro
comercial ¾·”, ½” etc.
Se recomienda utilizar tablas de fabricantes para realizar
cálculos reales.
VELOCIDAD DE FLUJO EN DUCTOS Y TUBERÍAS
Los factores que afectan la elección de la velocidad son:
Tipo de fluido
Longitud del sistema de flujo
El tipo de Ducto y tubería
La caída de presión permisible
Bombas, accesorios, válvulas que puedan conectar para manejar lasvelocidades específicas
La temperatura, la presión y el ruido
Se debe tener en cuenta:
Ductos y Tuberías de gran diámetro producen baja velocidad y viceversa,tubos de pequeño diámetro altas velocidades.
Velocidades Recomendadas:
V = 3 m/s, para líquidos como agua y aceite livianos y para la salida de unabomba
V = 1 m/s, para la entrada a una bomba
método de resolución de
problemas
El Ingeniero eficaz reduce los problemas
complicados a partes sencillas que se puedan
analizar fácilmente y presenta los resultados de
manera clara, lógica y limpia siguiendo los
siguientes pasos:
método de resolución de
problemas
1. Leer el problema atentamente.
2. Identificar el resultado requerido.
3. Identificar los principios necesarios para obtener el resultado.
4. Preparar un croquis a escala y tabular la información que se
proporciona.
5. Dibujar los diagramas de sólido libre adecuados.
6. Aplicar los principios y ecuaciones que proceda.
7. Dar la respuesta con el número de cifras significativas
adecuado y las unidades apropiadas.
8. Estudiar la respuesta y determinar si es razonable.
Ejemplo
A través de un tubo de 2 pulgadas de diámetro
fluye en una centrífuga, con velocidad de 40
cm/seg, leche integral de gravedad específica
1.035; dentro de la centrífuga la leche es
separada en crema de gravedad específica 1.01
y leche desnatada de gravedad específica 1.04.
Calcúlese las velocidades de flujo de la leche y
de la crema cuando se descargan a través de un
tubo de ¾ de pulgada.
Ejercicio
Por un tubo de 2cm de diámetro está
circulando aceite de oliva de gravedad
específica 0.92. Calcúlese la velocidad de flujo
del aceite de oliva si el tubo se estrecha hasta
un diámetro de 1.2 cm y el flujo volumétrico.
3. 2000 L/min de agua fluyen a través de una tubería
de 300 mm de diámetro que después se reduce a 150
mm, calcule la velocidad del flujo en cada tunería.
Realice el esquema.
4.tubería de 150 mm de diámetro conduce 0.072 m3/s
de agua. La tubería se divide en dos ramales. Si la
velocidad en la tubería de 50mm es de 12 m/s, ¿Cuál
es la velocidad en la tubería de 100 mm? Realice el
esquema.
Tarea
Investigar la Ecuación
de Bernoulli
