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• Mitma Jose

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PROPIEDADES MECANICAS DE LOS FLUIDOS Puesto que el estudio de la mecánica de fluidos trata típicamente con un fluido en flujo continuo o con una pequeña cantidad de fluido en reposo, es más conveniente relacionar la masa y el peso del fluido con un volumen dado del fluido. Así pues, las propiedades de densidad y de peso específico se definen de la manera siguiente: DENSIDAD La densidad es la cantidad de masa por unidad de volumen de una sustancia

Por consiguiente, utilizando la letra griega p para la densidad

En donde V es el volumen de la sustancia cuya masa es m. Las unidades de densidad son kilogramos por metro cúbico en el Sistema Internacional (SI) y slugs por pie cúbico en el Sistema Británico de Unidades. La Sociedad Norteamericana para Pruebas y Materiales (ASTM [American Societv for Testing and Materials]) ha publicado varios métodos estándar de prueba para medir densidad, que describen recipientes cuya capacidad se conoce exactamente, llamados picnómetros. En estas normas se determina la forma apropiada de llenar, manejar, controlar la temperatura y hacer lecturas en estos dispositivos. Dos de ellos son el picnómetro de Bingham y el picnómetro bícapilar de Lipkin. Las normas también exigen la determinación precisa dc la masa de los fluidos que se encuentran en los picnómetros al 0.1 Mg. más cercano, utilizando una balanza analítica. PESO ESPECÍFICO El peso específico es la cantidad de peso por unidad de volumen de una sustancia. Utilizando la letra griega

(gamma) para denotar el peso específico,

En donde V es el volumen de una sustancia que tiene el peso W. Las unidades del peso especifico, son los newtons por metro cúbico (N/m3) en el SI y libras por pie cúbico (lb/pie3) en el Sistema Británico de Unidades.

GRAVEDAD ESPECÍFICA La gravedad especifica es el cociente de la densidad de una sustancia entre la densidad del agua a 4 °C, o, es el cociente del peso especifico de una sustancia entre el peso especifico del agua a 4 °C. Estas definiciones de la gravedad especifica se pueden expresar de manera matemática como:

En donde el subíndice s se refiere a la sustancia cuya gravedad especifica se esta determinando y el subíndice w se refiere al agua. La definición matemática de gravedad especifica se puede escribir como:

Esta definición es valida, independientemente de la temperatura a la que se determina la gravedad especifica. Sin embargo, las propiedades de los fluidos varían con la temperatura. En general cuando la densidad diminuye, aumenta la temperatura. COMPRESIBILIDAD: En la mayoría de los casos, un líquido se podría considerar incompresible, pero cuando la presión cambia bruscamente, la compresibilidad se hace evidente e importante. Lo mismo ocurre si hay cambios importantes de temperatura. La compresibilidad se expresa mediante el módulo elástico de compresión. Un yacimiento a miles de pies bajo la tierra se encuentra sometido a una presión de sobrecarga originada por el peso de las formaciones suprayacentes. La presión de sobrecarga no es constante y depende de factores como la profundidad, naturaleza de la estructura, consolidación de la formación, tiempo geológico, entre otros. La profundidad de la formación es la consideración más importante, y un valor típico de presión de sobrecarga es aproximadamente 1 lpc por pie de profundidad.

El peso de sobrecarga simplemente aplica una fuerza compresiva al yacimiento. La presión en el espacio poroso de la roca normalmente no se acerca a la presión de sobrecarga. Una presión de poro típica, comúnmente referida como la presión del yacimiento, es aproximadamente 0.5 lpc por pie de profundidad, asumiendo que el yacimiento es suficientemente consolidado así la presión de sobrecarga no se transmite a los fluidos en el espacio poroso.

La compresibilidad de cualquier material (solido, líquido o gaseoso) en un intervalo de presión dado y a una temperatura fija se define como el cambio de volumen por unidad de volumen inicial causado por una variación de presión

VISCOSIDAD Es una medida de la resistencia del fluido al corte cuando el fluido está en movimiento. Se le puede ver como una constante de proporcionalidad entre el esfuerzo de corte y el gradiente de velocidad. Sus unidades en el SI son: kg 3 s/ m . La viscosidad de un líquido decrece con el aumento de temperatura, pero en los gases crece con el aumento de temperatura. Esta diferencia es debido a las fuerzas de cohesión entre moléculas. Esta propiedad también depende de la presión. TENSION SUPERFICIAL Una molécula dentro del líquido es atraída en todas direcciones por otras moléculas mediante fuerzas cohesivas. Cuando un líquido está en contacto con algún otro medio (aire, otro líquido, un sólido) se forma una superficie de contacto entre el líquido y el otro medio. Dentro del líquido, y lejos de su superficie de contacto, una molécula se encuentra en equilibrio : la suma de las fuerzas de atracción es cero. Sin embargo, en la superficie de contacto, la suma de estas fuerzas tiene como resultante una fuerza neta, perpendicular a la superficie y con sentido hacia el interior del líquido. Esta fuerza hacia el interior hace que la superficie de contacto se comporte como una membrana. Una de las consecuencias de la tensión superficial es la capilaridad.