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PROPIEDADES DE LOSFLUIDOS

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PROPIEDADES DE LOSFLUIDOS

Definicinde FLUIDO:Sustancia que se deforma constatemente

cuando se somete a un esfuerzo cortante(por ms pequeo que sea).

Sustancia que ocupa la formadel recipiente

que lo contiene (LIQUIDO).

Sustancia que ocupa la formay el volumendel recipiente que lo contiene (GAS).

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Insertar figura 1.1

AFcortanteesfuerzo _ Fuerza que causa que la velocidad U sea uniforme

rea de la placa superior

El fluido se deforma de abdca la nueva posicin abcd

t

AUF

t

U

A

F

t

U Es la rapidez dedeformacin angular

dy

duEn forma ms general LEY DE VISCOSIDAD DE NEWTON

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el factor de proporcionalidad se denomina viscosidaddel fluido

Insertar figura 1.2

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UNIDADESSistema de unidades es congruente(o consistente) cuando unaunidad de fuerzacausa que una unidad de masasufra una unidad de

aceleracin.

Sistema SI 2111 seg

mKgN

Insertar tabla 1.1

Sistema USC2

111seg

ftsluglb

Unidad Derivada Unidad Derivada

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2

0

174.3211seg

ft

g

lblb m

Sistema USI necesita apoyarse en una cte. de proporcionalidad escribiendo la2 ley de Newton de la forma

ag

mF

0

En condiciones de gravedad estndar en el vaco:

20 174.32 seglb

ft

lbg m

Por lo tanto la gravedad especfica g0 vale en USI:

en EEUU, en China o en la Luna

gMW El peso W de un cuerpo se determina por elproducto de la masa Mpor la aceleracin localde la gravedad g.

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Insertar tabla 1.2

PREFIJOSpara potencias de 10 en elSISTEMA SI

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VISCOSIDAD

Es la propiedad mas importanteen el flujode fluidos.

La viscosidades la propiedad mediante la cual ofreceresistencia al corte.

Segn la ley de viscosidad de Newton, para una deformacinangular dada, el esfuerzo cortante es directamenteproporcional a la viscosidad.

Ej. La miely la breason altamente viscosos; el aguay el airetienen viscosidades muy pequeas.

La viscosidad de un gas aumentacon la temperatura.

La viscosidad de un lquido disminuyecon la temperatura.

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VISCOSIDAD

Para presiones bajasla viscosidad depende slo de la temperatura.

En estado de reposo, o cuando no existe movimiento diferencial entrecapas adyacentes, du/dyes cero y no existe esfuerzo cortante

Las dimensiones de la viscosidad:

Por la 2 ley de Newton:

entonces la viscosidad tambin se puede expresar:

][:][:

][::1

2

LdyLTdu

FL

dydu

][: 2TFL

][: 2MLTF

][: 11 TML

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VISCOSIDAD

UNIDADES para la viscosidad Absoluta o Dinmica

Para el sistema SI(1 E-3 Ns/m2)

Para el sistema USC

Para el sistema CGS Poise (P)

sm

Kg

m

sN2

:

sft

slug

ft

slb2

:

scm

gr

cm

sdina2

:

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VISCOSIDAD

Viscosidad Cinemtica:

][:

][::

3

11

ML

TML

2 1: [ ]L T

Para el sistema SI (1 E-6 m2/s)

Para el sistema USC

Para el sistema CGS Stoke (St)

s

m2

:

s

ft2

:

s

cm2:

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MEDIO CONTINUO

Para adoptar bases matemticaso analticas, es necesarioconsiderar que la estructura molecularoriginal es reemplazadapor un medio hipottico llamado medio continuo.

Por ej. la velocidad de un punto debe ser considerada como elpromedio de la velocidad de la masa que rodea ese punto.

La densidad, el volumenespecfico, la presin, velocidady aceleracinse supone que varan contnuamenteen todo elfluido o que son constantes.

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DENSIDAD

se define como la masa por unidad de volumen

para agua a presin estandar (760 mmHg) y a 4 C,

o bien

VOLUMEN ESPECFICO

es el recproco de la densidad, es decir,el volumen ocupado por la unidad de masa.

PESO ESPECFICO

es el peso por unidad de volumen

depende de la aceleracin de la gravedad

][: 3ML

3/94.1 ftslugs

3/1000 mKg

1sv

g

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DENSIDAD RELATIVA

relacin entre el peso de una sustancia y el

peso de un volumen equivalente de agua encondiciones estndar.

PRESINes la fuerza normal que enpuja contra unrea plana dividida por el rea.

Dentro de un recipiente, el fluido ejerce tambin enuna presin contra las paredes, y el orecipiente ejerce una reaccin que sercompresiva para el fluido. En esttica de fluidos

aguaaguaS

][:2

Pam

N

rea

fuerzap

][psf ][psi

hp

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GAS PERFECTO

las relaciones termodinmicas y los flujos de fluidos compresibles se

limitan al los gases prefectos (o ideales), los cuales satisfacen lasiguiente ley:

fluido ideal: carece de friccin y es imcompresiblegas perfecto: tiene viscosidad (desarrolla esfuerzos de corte) y es

compresible

La ecuacin se puede escribir

y R tiene unidades de

TRvp s

RTp

KKg

Nm

KKg

m

m

NR

1:

3

2

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Calor especfico cv: es el nmero de unidades de calor agregadas porunidad de masa para aumentar la temperatura 1 grado cuando Ves cte.

Calor especfico cp: es el nmero de unidades de calor agregadas porunidad de masa para aumentar la temperatura 1 grado cuando pes cte.

k es la relacin de calores especficos

R se relaciona con cvy cpmediante la forma

v

p

c

c

k

Rcc vp

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MODULO ELSTICO A LA COMPRESIN

Es importante cuando existen cambios repentinos o grandes en la

presin (GOLPE DE ARIETE). Un aumento de presin dpcausaruna disminucin del volumen -dV.

para agua a 20 C, K = 2.2 Gpa.

PRESIN DE VAPOR

Cuando la presin arriba de un lquido es igual a la presin de vaporocurre la ebullicin.Es importante cuando la presin en el flujo tiene una fuerte reduccin

en algunos lugares del sistema (CAVITACION).

V

dV

dpK