AO DE LA DIVERSIFICACIN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACINUNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
FACULTAD DE AGRONOMA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRICOLA
TRABAJO ENCARGADO DE MECANICA DE FLUIDOSTEMA : PROPIEDADES DE LOS FLUIDOSCURSO
:MECANICA DE FLUIDOS
ALUMNO : MANRIQUE RECOBA MIGUELPROFESOR
:ING. WALTER RAMIREZ CHACON FECHA
:4 DE SETIEMBRE DEL 2015INTRODUCCIN:
La mecnica de fluidos podra aparecer solamente como un nombre nuevo para una ciencia antigua en origen y realizaciones, pero es ms que eso, corresponde a un enfoque especial para estudiar el comportamiento de los lquidos y los gases.
Los principios bsicos del movimiento de los fluidos se desarrollaron lentamente a travs de los siglos XVI al XIX como resultado del trabajo de muchos cientficos como Da Vinci, Galileo Galilei, Torricelli, Pascal, Bernoulli, Euler, Navier, Stokes, Kelvin, Reynolds y otros que hicieron interesantes aportes tericos a lo que se denomina hidrodinmica. Tambin en el campo de hidrulica experimental hicieron importantes contribuciones Chezy, Ventura, Hagen, Manning, Pouseuille, Darcy, Froude y otros, fundamentalmente durante el siglo XIX.
La mecnica de fluidos es parte de la fsica y como tal, es una ciencia especializada en el estudio del comportamiento de los fluidos en reposo y en movimiento.Antes de empezar a describir los factores que afectan el flujo de un fluido, es de importancia para el estudiante tener claro el concepto de fluido, no solo para que entienda sus propiedades, sino para que analice, cree inters en la importancia de profundizar en los conceptos bsicos, ya que una vez comprendido algo tan aparentemente sencillo como el agua que sale por una manguera, la presin que ejerce un flujo de aire etc., facilita el entendimiento de todo lo referente a los fluidos e incentiva a que el estudiante se interese en las diferentes aplicaciones de la mecnica de los fluidos.Objetivos:
Reconocer y distinguir entre lo que es un fluido y un flujo.
Elaborar una grfica de relacin entre densidad y temperatura Elaborar una grfica de relacin entre densidad y peso especifico Elaborar una grfica de relacin entre viscosidad y temperatura.MARCO TERICO:NATURALEZA DE LOS FLUIDOSMecnica de fluidos aplicada (ROBERT L. MOTT 4TA EDICION 1996)
El trmino mecnica de fluidos se refiere al estudio del comportamiento de los fluidos, ya sea en reposo o en movimiento. Los fluidos poder ser lquidos (como agua, aceite, gasolina o glicerina) o gases (como aire, oxigeno, nitrgeno o helio).Cuando usted abre un grifo, el agua le llega a travs de un sistema de distribucin compuesto de bombas, vlvulas y tubos. La fuente del agua puede ser un tanque de almacenamiento, una represa, un rio, un lago o un poso. El flujo del agua desde su fuente hasta el grifo est controlado por los principios de la mecnica de fluidos. Estos principios deben entenderse bien con el fin de elegir adecuadamente el tamao y el tipo de bombas y tubos, para disear los tanques de almacenamiento, elegir las vlvulas de control de flujo y verificar el desempeo del sistema.
Diferencias entre lquidos y gases (ROBERT L. MOTT 4TA EDICION 1996)
Cuando un lquido se encuentra en un recipiente, tiende a tomar la forma del contenedor, cubriendo el fondo y los lados. La superficie superior, que est en contacto con la atmosfera por encima de ella, mantiene un nivel uniforme. A medida que el recipiente se va inclinando, el lquido tiende a derramarse; la rapidez con que se derrama depende de una propiedad conocida como viscosidad que definiremos posteriormente.Cuando se tiene un gas en un contenedor cerrado, tiende a expandirse y llenar completamente el recipiente que le contiene. Si este se abre, el gas tiende a seguir expandindose y escapar del contenedor.
PROPIEDADES DE LOS FLUIDOSMecnica de los fluidos e hidrulica (JAIME DIAZ 2006 CALI-COLOMBIA)
La mecnica de los fluidos como una de las ciencias bsicas en la ingeniera, es una rama de la mecnica que se aplica al estudio del comportamiento de los fluidos, ya sea que estos se encuentren en reposo o en movimiento. Para su debida comprensin, su estudio debe iniciarse con el conocimiento de las propiedades fsicas de los fluidos, entre las cuales las ms destacadas son la densidad y la viscosidad, ya que estas se emplean comnmente en los clculos de los escurrimientos en distintos tipos de conductos.Densidad: La densidad de un cuerpo es la relacin que existe entre la masa del mismo dividida por su unidad de volumen.
Densidad = masa / volumenEn el sistema internacional de unidades la densidad del agua es de 1000kg/m3 a una temperatura de 4c.
La densidad relativa de un cuerpo es un numero adimensional establecido por la relacin entre el peso de un cuerpo y el peso de un volumen igual de una sustancia que se toma como referencia. Los slidos y lquidos toman como referencia al agua a una temperatura de 20C, mientras que los gases se refieren al aire a una temperatura de 0C y una atmosfera de presin, como condiciones normales o estndar. Peso Especfico: El peso especfico de una sustancia se puede definir como la relacin entre el peso de la sustancia por su unidad de volumen.
Peso especfico = peso / volumenVISCOSIDADIntroduccin a la mecnica de los fluidos (JOSE NIO VICENTES BOGOTA-COLOMBIA)
Es una medida de la resistencia del fluido al corte cuando el fluido esta en movimiento. Un fluido no puede resistir esfuerzos de corte sin moverse, pero un slido s. La viscosidad se debe principalmente a las interacciones entre las molculas del fluido.Gravedad especifica (s) o densidad relativa (JOSE NIO VICENTES BOGOTA-COLOMBIA)
Numero adimensional que viene dado por la relacin del peso del fluido al peso de un volumen igual de una sustancia que toma como referencia. Para el caso de lquidos la sustancia de referencia es el agua a 4C. En el caso de los gases la sustancia de referencia es el aire libre de CO2 y a una presin de una atmosfera (condiciones ambientales).S = Peso de la sustancia / Peso de igual volumen de aguaPRESINMecnica de fluidos (ANTONIO CRESPO MARTINEZ 2006)Se define presin como la cantidad de fuerza que se ejerce sobre una unidad de rea de alguna sustancia. Esto se enuncia por medio de la siguiente ecuacin:P = Fuerza / AreaFACTORES DE LA DENSIDADFundamentos de mecnica de fluidos (JUAN GONZALES SANTANDER)
Si el fluido es una sustancia pura, la densidad puede variar con la temperatura T y la presin P. La ecuacin que relaciona las distintas variables del estado de un sistema se denomina ecuacin de estado. Cuando las variables que definen un fluido son la densidad, la presin y la temperatura, la ecuacin de estado se puede escribir como una cierta funcin de la presin y la temperatura f(T,P) que define la densidad del sistema.
P = f(T,P)En este texto consideramos fundamentalmente fluidos de densidad constante. Si el fluido es un lquido en el que hay disueltos distintos solutos, la densidad del flujo vara segn la cantidad del soluto disuelto. Un ejemplo tpico es la salinidad del agua del mar, cuya densidad es mayor que la del agua dulce. Tpicamente, el agua de mar es una mezcla de un 96.5% de agua pura y un 3.5% de otros materiales, tales como las sales, gases disueltos, sustancias orgnicas y partculas sin disolver.MATERIALES Y METODOS:Materiales:
Laptop Calculadora Cuaderno Libros SoftwareMetodologa: Para elaborar el primer grafico (relacin densidad y temperatura) es necesario determinar la densidad en base a la temperatura y para ello se necesit la siguiente formula:PH2O= 1000 (T-4)2/180
Se trabaj en base a la temperatura de 0 a 50C, Ejm:
PH2O= 1000 (1-4)2/180
PH2O= 999.95Otra frmula sera:
PH2O= 999.9339 + 4.216485 x 10-2T 7.097451 x 10-3T2 + 3.509571 x 10-5
T3 -9.9037785 x 10-8T4
Igualmente se trabaj en base a la temperatura de 0 a 50C, Ejm:
PH2O= 999.9339 + 4.216485 x 10-2(1) 7.097451 x 10-3(1)2 + 3.509571 x 10-5(1)3 -9.9037785 x 10-8(1)4
Para elaborar el segundo grafico (relacin peso especfico, densidad y temperatura) es necesario determinar el peso especfico y la densidad en base a la temperatura y para ello se necesit la siguiente formula: Pagua = 1000 (T-4)2/180 u = f(T) = yagua = 9800 (T-4)2/18Se trabaj en base a la temperatura de 0 a 50C, Ejm:
Pagua = 1000 (1-4)2/180
Pagua = 999.95
yagua = 9800 (T-4)2/18
yagua = 9799.5
Para elaborar el tercer grafico (relacin entre viscosidad y temperatura) es necesario determinar la viscosidad en base a la temperatura y para ello se necesit la siguiente formula: Uaire = 1.715 x 10-4 (1 + 0.00275T 0.00000034t2) v = f(T) =
Uagua = 0.01779/(1+ 0.03368T + 0.000221T2)
Se trabaj en base a la temperatura de 0 a 50C, Ejm:
Uaire = 1.715 x 10-4 (1 + 0.00275 (1) 0.00000034 (1)2)
Uaire = 1.7197 x 10-4Uagua = 0.01779/(1+ 0.03368 (1) + 0.000221 (1)2)
Uagua = 0.0172
RESULTADOS:1.- Grfico de Relacin entre Densidad y Temperatura, en base a la siguiente formula: PH2O= 1000 (T-4)2/180
TEMPERATURADENSIDAD
0999.911
1999.95
2999.98
3999.99
41000
5999.99
6999.98
7999.95
8999.91
9999.86
10999.8
11999.73
12999.64
13999.55
14999.44
15999.33
16999.2
17999.06
18998.91
19998.75
20998.58
21998.39
22998.2
23997.99
24997.78
25997.55
26997.31
27997.06
28996.8
29996.53
30996.24
31995.95
32995.64
33995.33
34995
35994.66
36994.31
37993.95
38993.58
39993.19
40992.8
41992.39
42991.98
43991.55
44991.11
45990.66
46990.2
47989.73
48989.24
49988.75
50988.24
2.-Grfico de Relacin entre Densidad y Temperatura, en base a la
Siguiente formula:
PH2O= 999.9339 + 4.216485 x 10-2T 7.097451 x 10-3T2 + 3.509571 x 10-5
T3 -9.9037785 x 10-8T4
TEMPERATURADENSIDAD
0999.9399
1999.975002
2999.996119
31000.00346
4999.997221
5999.977613
6999.944833
7999.899079
8999.840545
9999.769425
10999.685909
11999.590184
12999.482437
13999.36285
14999.231605
15999.088881
16998.934852
17998.769693
18998.593575
19998.406667
20998.209136
21998.001146
22997.782859
23997.554435
24997.316029
25997.067798
26996.809894
27996.542465
28996.265661
29995.979626
30995.684503
31995.380433
32995.067553
33994.745999
34994.415906
35994.077402
36993.730618
37993.375679
38993.01271
39992.641831
40992.263161
41991.876818
42991.482916
43991.081566
44990.672878
45990.25696
46989.833915
47989.403848
48988.966857
49988.52304
50988.072493
3.-Grfico de Relacin entre Densidad, Peso especfico y Temperatura en base a la siguiente formula:
Pagua = 1000 (T-4)2/180 u = f(T) =
yagua = 9800 (T-4)2/18TEMPERATURADENSIDADPESO ESPECFICO
0999.9119799.11
1999.959799.55
2999.989799.787
3999.9949799.944
4100098000
5999.9949799.944
6999.989799.778
7999.959799.55
8999.919799.11
9999.8619798.611111
10999.89798
11999.72789797.277
12999.6449796.44
13999.59795.5
14999.49794.4
15999.3289793.278
16999.29792
17999.0619790.61
18998.919789.1
19998.759787.5
20998.5789785.78
21998.3949783.94
22998.29782
23997.9949779.94
24997.789777.78
25997.559775.5
26997.319773.11
27997.0619770.61
28996.89768
29996.5289765.278
30996.249762.4
31995.959759.5
32995.649756.4
33995.3289753.278
349959750
35994.6619746.61
36994.319743.1
37993.959739.5
38993.589735.78
39993.1949731.94
40992.89728
41992.3949723.94
42991.9789719.78
43991.59715.5
44991.19711.1
45990.6619706.61
46990.29702
47989.72789697.278
48989.249692.4
49988.759687.5
50988.249682.4
4.-Grfico de Relacin entre Viscosidad y Temperatura en base a la siguiente formula:
Uaire = 1.715 x 10-4 (1 + 0.00275T 0.00000034t2) v = f(T) =
Uagua = 0.01779/(1+ 0.03368T + 0.000221T2)
TEMPERATURAViscosidad del aireViscosidad del agua
00.00017150.01779
10.0001719720.017206676
20.0001724430.016653499
30.0001729140.016128316
40.0001733860.015629173
50.0001738570.01515429
60.0001743280.014702042
70.0001747990.014270943
80.0001752690.013859631
90.000175740.013466856
100.000176210.013091471
110.0001766810.012732417
120.0001771510.012388717
130.0001776210.012059472
140.0001780910.011743846
150.0001785610.011441066
160.0001790310.011150417
170.0001795010.010871232
180.000179970.010602893
190.000180440.010344822
200.0001809090.010096481
210.0001813780.00985737
220.0001818480.009627019
230.0001823170.00940499
240.0001827850.009190873
250.0001832540.008984281
260.0001837230.008784855
270.0001841910.008592256
280.000184660.008406165
290.0001851280.008226281
300.0001855960.008052324
310.0001860640.007884027
320.0001865320.00772114
330.0001870.007563425
340.0001874680.00741066
350.0001879350.007262633
360.0001884030.007119144
370.000188870.006980004
380.0001893380.006845035
390.0001898050.006714066
400.0001902720.006586937
410.0001907390.006463495
420.0001912050.006343594
430.0001916720.006227097
440.0001921390.006113873
450.0001926050.006003797
460.0001930710.00589675
470.0001935380.00579262
480.0001940040.005691299
490.000194470.005592685
500.0001949350.005496679
CONCLUSIONES y RECOMENDACIONES: Se elabor un diagrama de relacin de densidad y temperatura (determinamos la densidad en base a la temperatura). Se elabor un diagrama de relacin peso especfico, densidad y temperatura (determinando la densidad y el peso especfico en base a la temperatura). Se elabor un diagrama de relacin viscosidad (agua y aire) y temperatura (determinando la viscosidad en base a la temperatura).BIBLIOGRAFIA: Mecnica de fluidos aplicada (ROBERT L. MOTT 4TA EDICION 1996) - Naturaleza de los fluidos.
Mecnica de los fluidos e hidrulica (JAIME DIAZ 2006 CALI-COLOMBIA 1ERA EDICION) Propiedades de los fluidos.
Introduccin a la mecnica de los fluidos (JOSE NIO VICENTES BOGOTA-COLOMBIA 2001) Viscosidad - Gravedad especifica (s) o densidad relativa Mecnica de fluidos (ANTONIO CRESPO MARTINEZ 2006) Presin
Fundamentos de mecnica de fluidos (JUAN GONZALES SANTANDER 2DA EDICION 2001)
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