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“Año de la Promoción de la Industria Responsable y del Compromiso Climático.”

Propiedades de los fluidos Alumno: Ramírez Navarro Cesill Andrés. Docente: Dr. Ing. Luis Saavedra Frías. Curso: Mecánica de Fluidos e Hidráulica. Tema: Propiedades de los fluidos. Facultad: Ingeniería de Minas. Escuela Profesional: Ingeniería de Minas. Centro de estudios: Universidad Nacional de Piura. Fecha de entrega: 12/11/2014

INTRODUCCION: La Mecánica de Fluidos estudia las leyes del movimiento de los fluidos y sus procesos de interacción con los cuerpos sólidos. La Mecánica de Fluidos como hoy la conocemos es una mezcla de teoría y experimento que proviene por un lado de los trabajos iniciales de los ingenieros hidráulicos, de carácter fundamentalmente empírico, y por el otro del trabajo de básicamente matemáticos, que abordaban el problema desde un enfoque analítico. Al integrar en una única disciplina las experiencias de ambos colectivos, se evita la falta de generalidad derivada de un enfoque estrictamente empírico, válido únicamente para cada caso concreto, y al mismo tiempo se permite que los desarrollos analíticos matemáticos aprovechen adecuadamente la información experimental y eviten basarse en simplificaciones artificiales alejadas de la realidad. La característica fundamental de los fluidos es la denominada fluidez. Un fluido cambia de forma de manera continua cuando está sometido a un esfuerzo cortante, por muy pequeño que sea éste, es decir, un fluido no es capaz de soportar un esfuerzo cortante sin moverse durante ningún intervalo de tiempo. Unos líquidos

OBJETIVO GENERAL:  Dar a conocer al lector un concepto amplio y bien fundamentado sobre lo que comprende un fluido y el estudio de cada una de sus propiedades físicas.

¿Qué es un fluido?  Se denomina fluido a un tipo de medio continuo formado por alguna sustancia entre cuyas moléculas sólo hay una fuerza de atracción débil.  La propiedad definitoria es que los fluidos pueden cambiar de forma sin que aparezcan en su seno fuerzas restitutivas tendentes a recuperar la forma "original".  Un fluido es un conjunto de partículas que se mantienen unidas entre sí por fuerzas cohesivas débiles y las paredes de un recipiente; el término engloba a los líquidos y los gases.  Respecto a su densidad y tipo de movimiento de las moléculas y el estado físico un fluido puede ser clasificado en:  Liquido  Vapor  Gas

 Los fluidos se pueden clasificar de acuerdo a diferentes características; de acuerdo con su comportamiento viscosos que presentan en:  Fluidos perfectos o superfluidos  Fluidos Newtonianos  Fluidos no Newtonianos

Propiedades de los fluidos: Densidad (ρ): Se define como la masa por unidad de volumen. Sus unidades en el sistema internacional son [kg/m3]. Para un fluido homogéneo, la densidad no varía de un punto a otro y puede definirse simplemente mediante:

ρ=m/V

(Kg/m3, N/m3, lb/pie)

 Densidad Relativa (Dr): Es la relación entre la densidad de un fluido cualquiera y la densidad del agua a 4ºC, y puede expresarse así:

Dr= ρ(fluido)/ ρ(agua-4ºC) (Adimensional)

 Densidad en el sistema técnico: Es la relación establecida entre el peso específico de un determinado fluido con la constante de la gravedad, y puede ser representado de la siguiente forma:

ρ=ω/g  Densidad de un gas: Es una ecuación que debe tenerse en cuenta solo para problemas de aplicación cuando se tratan de fluidos comprensibles (gases), obtenida de la ecuación general de los gases ideales, y se representa así:

Ρ(gas)=PW(mol)/RT

Peso específico (ω): Es una propiedad fundamental de los fluidos compresibles que relaciona al peso del fluido por unidad de volumen, se representa de la siguiente forma:

ω=w/V

(Kg/m3, N/m3, lb/pie3)

 Peso específico relativo (ωr): Es la relación entre el peso específico de un fluido cualquiera con el peso específico del agua a 4ºC, y puede expresarse asi:

ωr=ω(fluido)/ ω(agua-4ºC) (Adimensional)

 Peso específico de agua a 4ºC: Estas son unidades equivalentes estándares.

ω(agua-4ºC)=1gr/cm3 ω(agua-4ºC)=1000Kg/m3 ω(agua-4ºC)=9.81KN/m3 ω(agua-4ºC)=62.4lb/pie3 ω(agua-4ºC)=1.94slug/pie3

Viscosidad: La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales, es debida a las fuerzas de cohesión moleculares. Todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula una aproximación bastante buena para ciertas aplicaciones. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal.

 Viscosidad absoluta o viscosidad cinemática (µ): se ha definido la viscosidad absoluta o dinámica como la relación existente entre el esfuerzo cortante y el gradiente de velocidad, representándose de la siguiente forma:

µ=λdy/dv

(Pa.seg)

 Viscosidad cinemática (ν):Es otro tipo de viscosidad que se obtiene al dividir la viscosidad absoluta por la densidad del fluido, y se representa asi:

ν= µ/ ρ

(m2/seg)

Volumen específico: Se denomina volumen específico al volumen ocupado por la unidad de masa. Para un fluido homogéneo se define como se muestra a continuación:

v = V /m = 1/ρ

(m3/Kg) (Esto es para todos los casos)

Presión (P): La presión en un punto se define como el valor absoluto de la fuerza por unidad de superficie a través de una pequeña superficie que pasa por ese punto y en el sistema internacional su unidad es el Pascal. En el caso de los fluidos en reposo la fuerza ejercida sobre una superficie debe ser siempre perpendicular a la superficie, ya que si hubiera una componente tangencial, el fluido fluiría. Con esto, se puede expresar la presión de la siguiente manera:

P=F/A

(Pa=N/m2)

Tipos de presiones: 1. Presión atmosférica:

Patm=1.033Kg/cm2 =101.3KN/m3 =14.7lb/pulg2 2. Presión manométrica: Es la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica.

Pman=Pabs-Patm 3. Presión absoluta: Es la sumatoria entre la presión atmosférica y la presión manométrica. Pabs=Patm+Pman

Gravedad especifica (Sg): La gravedad específica es una comparación de la densidad de una substancia con la densidad del agua, es una magnitud adimensional y coincide con el peso específico; de esta form podemos determinar su ecuación como sigue:

Sg= ρ(fluido)/ρ(agua-4ºC) Sg=ω(fluido)/ω(agua-4ºC)