PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

Sistema de Unidades

Magnitudes fundamentales usadas en mecánica de fluidos

Sistema de Unidades

Magnitudes derivadas utilizadas en mecánica de fluidos

Densidad Absoluta ( )

Densidad Relativa ( R)Aka Gravedad específica

• Razón entre la densidad absoluta de una sustancia y la densidad absoluta de otra sustancia que se toma como patrón.

• Para el caso de líquidos y gases la sustancia patrón es el agua, a 4°C y 1 atmósfera de presión.

• Es un número adimensional

• La densidad absoluta del agua, a la temperatura aproximada de 4°C y 1 atmósfera de presión es de: 1 gr/cm3 = 103 kg/m3

Anomalía del agua

A los 4ºC el volumen de agua, el cual no ha cambiado de masa, toma el menor volumen, en consecuencia su mayor densidad.

V (cm3)

V min

T (ºC)4

Vo

PESO ESPECÍFICO ( )

Ejemplo peso específico

Ejemplo 1.

• Suponga que usted es capaz de llevar un peso de 400 N. ¿Cuál sería el tamaño del cubo hecho de oro podría usted llevar? La densidad del oro es 19300 kg/m

VISCOSIDAD DINÁMICA O ABSOLUTA ( µ )

• Se entiende por viscosidad dinámica al rozamiento interno desarrollado cuando una parte del fluido se mueve relativamente a una parte adyacente. El coeficiente de fricción interna del fluido se llama viscosidad y se designa por µ.

• Los fluidos viscosos pueden admitir tensiones tangenciales o de deslizamiento.

• Se mide para cada fluido de manera experimental, los valores dependiendo de la temperatura se pueden encontrar en tablas

VISCOSIDAD DINÁMICA O ABSOLUTA ( µ )

UNIDAD PARA µ EN DISTINTOS SISTEMAS:

En el S.I. : N s/m2

En el C.G.S. : Dina s/cm2 , esta unidad recibe el nombre de Poise.

Fluidos según su viscosidad

• Se llaman “Fluidos Newtonianos”, aquellos fluidos donde el esfuerzo de corte τ es directamente proporcional a la rapidez de deformación.

• Para el caso que entre τ y la rapidez de deformación dv/dy no haya una relación lineal, al fluido se le llama “No Newtoniano”

Fluidos según su viscosidad

– Para un fluido ideal µ = 0 . – Para un fluido real µ ≠ 0– Para un fluido en reposo, el esfuerzo cortante es nulo, sólo

puede existir el esfuerzo normal de compresión o presión. Esto implica que el estudio de la hidrostática se simplifica bastante y el fluido siendo real se comporta como ideal.

VISCOSIDAD CENEMÁTICA ( )

TENSION SUPERFICIAL

En la mayoría de los problemas presentados en las mecánicas de fluidos elementales la tensión superficial no es de particular importancia.

CAPILARIDAD

• El fenómeno de la capilaridad se origina por la tensión superficial y por el valor de la relación entre el módulo de la fuerza de adhesión entre líquido y sólido con el módulo de la fuerza de cohesión del líquido.

• Un líquido que moja al sólido tiene mayor adhesión molecular que cohesión molecular, en este caso la acción de la tensión superficial es la causa de que el líquido se eleve dentro de un pequeño tubo vertical que se sumerja parcialmente en él.

CAPILARIDAD

PRESIÓN

• La presión de un fluido se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y actúa normalmente a cualquier superficie plana.

• En el mismo plano horizontal, el valor de la presión en un líquido es igual en cualquier punto.

PRESIÓN

• La dimensión para medir presión es : (F) (L)-2

• En el S.I. se llama Pascal ( Pa )

1 Pa = 1 N/m2

• En el C.C.S. se llama Baria

1 Baria = 1 Dina/cm2

• En el sistema técnico gravitacional no tiene nombre especial y es 1 kgf-/m2

• En el sistema inglés se llama p.s.i. y corresponde a una 1 libra/ pulgada2

PRESIÓN

DIFERENCIA DE PRESIONES

h1

h2

P1

P2

p

1

2

DIFERENCIA DE PRESIONES

hP

2

1

Cuando el punto 2 está en la superficie p2 es la presión atmosférica y se tendrá.

Ejemplo presión

• Determinar la presión en kg/cm2 sobre una superficie sumergida a 6 m de profundidad en una masa de agua.

• Determinar la presión en kg/cm2 a una profundidad de 9 m en un aceite de densidad relativa de 0,750.

PARADOJA HIDROSTÁTICA

Ejemplo

Un experimentador desea determinar la densidad de una muestra de aceite que ha extraído de una planta. A un tubo de vidrio en U abierto en ambos extremos llena un poco de agua con colorante (para la visibilidad). Después vierte sobre el agua una pequeña cantidad de la muestra del aceite en un lado del tubo y mide las alturas h1 y h2 , según como se muestra en la figura. ¿Cuál es la densidad del aceite en términos de la densidad del agua y de h1 y de h2 ?

Ejemplo

Ejemplo

En unos vasos comunicantes hay agua y mercurio. La diferencia de alturas de los niveles del mercurio en los vasos es h = 1 cm. Calcular la altura de aceite que se debe añadir por la rama de mercurio para que el nivel de éste en los dos casos sea el mismo.

• Densidad del mercurio = 13,6 g/cm3.

• Densidad del aceite = 0,9 g/cm3