unidad 1 hidraulica

HIDRÁULICA BÁSICA ING. MILTON TORIZ

LA MECÁNICA DE LOS FLUIDOS Y LA HIDRÁULICA La rama de la mecánica aplicada que estudia el comportamiento de los fluidos, ya sea en reposo o en movimiento, constituye la mecánica de los fluidos y la hidráulica.

¿Qué son los fluidos? • Los fluidos son sustancias capaces de fluir y que se adaptan a la forma de los recipientes que los contienen.

• Cuando están en equilibrio, no pueden soportar fuerzas tangenciales o cortantes. • Todos son compresibles en cierto grado • Ofrecen poca resistencia a los cambios de forma.

Los fluidos se dividen en:

• Líquidos • Gases

Diferencias principales entre ambos: 1. Los líquidos son prácticamente incompresibles y los gases son compresibles, por lo que en muchas ocasiones hay que tratarlos como tales.

Diferencias principales entre ambos: 2. Los líquidos ocupan un volumen definido y tienen superficies libres, mientras que una masa dada de gas se expansiona hasta ocupar todas las partes del recipiente que lo contenga.

Propiedades de los fluidos • En la estática de los fluidos (Hidrostática), el peso específico de los fluidos es la propiedad más importante. • En el flujo de fluidos (Hidrodinámica), la densidad y la viscosidad son las propiedades predominantes.

Propiedades de los fluidos • DENSIDAD • PESO ESPECÍFICO • VISCOSIDAD • COMPRESIBILIDAD • PRESIÓN DE VAPORIZACIÓN • TENSIÓN SUPERFICIAL • CAPILARIDAD

DENSIDAD •   La densidad es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen de una sustancia. Se representa con la letra griega ρ (ro) y se mide en

PESO ESPECÍFICO • El   peso específico de una sustancia es el peso de la unidad de volumen de dicha sustancia. Se representa con la letra griega γ (gamma) y se mide en

VISCOSIDAD La viscosidad de un fluido es una medida de su resistencia a fluir. Esta se debe primordialmente a las interacciones entre las moléculas del fluido.

VISCOSIDAD La viscosidad de un fluido puede medirse por un parámetro dependiente de la temperatura llamado coeficiente de viscosidad: Tenemos entonces: Viscosidad Dinámica (o simplemente viscosidad) y Viscosidad Cinemática.

VISCOSIDAD •   La viscosidad dinámica se representa con μ (mu) y se mide en o La viscosidad cinemática se representa con (nu) y se mide en o sea:

VISCOSIDAD •   La viscosidad dinámica se representa con μ y se mide en o La viscosidad cinemática se representa con ν (nu) y se mide en o sea:

COMPRESIBILIDAD •   Conocida también como Módulo Volumétrico de Elasticidad, es la relación de la variación de presión a la variación por unidad de volumen.

COMPRESIBILIDAD •Como   un aumento de la presión, dp, da lugar a una disminución de la variación de volumen por unidad, dv/v, se le antepone un signo negativo para que E sea positivo. Evidentemente las unidades de medida para E son las de una presión: Pa, o

PRESIÓN DE VAPORIZACIÓN Cuando tiene lugar el fenómeno de evaporación dentro de un espacio cerrado, la presión parcial a la que dan lugar las moléculas de vapor se llama presión de vaporización. Las presiones de vapor dependen de la temperatura, aumentando con ella.

TENSIÓN SUPERFICIAL Una molécula en el interior de un líquido está sometida a la acción de fuerzas atractivas en todas las direcciones, siendo la resultante nula.

TENSIÓN SUPERFICIAL Pero si la molécula está en la superficie del líquido, sufre la acción de un conjunto de fuerzas de cohesión, cuya resultante es perpendicular a la superficie.

TENSIÓN SUPERFICIAL De aquí que sea necesario consumir cierto trabajo para mover las moléculas hacia la superficie venciendo la resistencia de estas fuerzas, por lo que las moléculas superficiales tienen más energía que las interiores.

TENSIÓN SUPERFICIAL •La   tensión superficial (sigma) de un líquido es el trabajo que debe realizarse para llevar moléculas en número suficiente desde el interior del líquido hasta la superficie para crear una nueva unidad de superficie ().

TENSIÓN SUPERFICIAL •Este   trabajo es numéricamente igual a la fuerza tangencial de contracción que actuase sobre una línea hipotética de longitud uno situada en la superficie.

TENSIÓN SUPERFICIAL •   Donde: es la fuerza elástica transversal al elemento de longitud sobre la superficie, lo cual nos conduce a la unidad N/m.

CAPILARIDAD La elevación o descenso de un líquido en un tubo capilar (o en situaciones físicas análogas, tales como en medios porosos) vienen producidos por la tensión superficial, dependiendo de las magnitudes relativas de la cohesión del líquido y de la adhesión del líquido a las paredes del tubo.

CAPILARIDAD Los líquidos ascienden en tubos que mojan (adhesión > cohesión) y descienden en tubos a los que no mojan (cohesión > adhesión).