Presiones de fluidos

[pic 1]UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC  

DEPARTAMENTO DE CIVIL Y AMBIENTAL

[pic 2]

Presiones de fluidos

Charrys-Zapata, A[2]; Ortiz-Ordoñez, J[1]; Toloza-Pimentel,D[1].

mecánica de fluidos, Grupo30796 , Programa de ingeniería ambiental[1] programa de ingeniería civil[2], Universidad de la costa CUC

: acharrys@cuc.edu.co;  aortiz33@cuc.edu.co; dtoloza3@cuc.edu.co 

Docente Gastelbondo-Lubo Ximena

Fecha de realización de la experiencia 27 de setiembre de2021

RESUMEN

El presente informe se trabajo la práctica de presión de fluido correspondiente al laboratorio número cuatro; en el cual se utilizó un equipo hidráulico con el cual se terminaba el equilibrio a través de contrapeso adicionando agua y pesas para la compensación de las fuerzas hidrostáticas,cada parte del montaje toma como importante cada una de las variables de interes en las fuerzas hidrostáticas sobre un fluido.

Los resultados obtenidos corresponden a la profundidad teórica y experimental que arrojaba gráficas parecidas y comparadas con el nivel del agua (ycg) estas mostraban un aumento mientras que agua (ycg) se mantenía constante, a partir de ello y con los datos obtenidos se encontró el centro de presión teórico y el centro de gravedad fundamentales para el estudio del comportamiento de un fluido sobre una superficie, concluyendo que sus valores son muy cercanos pero no son los mismos.

Palabras claves: fuerzas hidrostáticas,  superficies parcialmente sumergidas, superficies sumergidas.

ABSTRACT

The present report that work the practice of pressure of fluid corresponding to the laboratory number four; In which a hydraulic equipment was used with which the balance was completed through a counterweight by adding water and weights to compensate for the hydrostatic forces. Each part of the assembly takes as important each one of the variables includes your interest in the hydrostatic forces on a fluid.

The results obtained correspond to the theoretical and experimental depth that yielded similar graphs and compared with the water level (ycg) these showed an increase while water (ycg) remained constant, from this and with the data obtained the Theoretical center of pressure and the center of gravity fundamental for the study of the behavior of a fluid on a surface, concluding that their values are very close but are not the same.

Keywords:  Hydrostatic forces, partially submerged surfaces, submerged surfaces.

1. INTRODUCCIÓN

En la dinámica de la observación distintos personajes históricos entre ellos Arquímedes Pascal son precursores y autores de los principios de la mecánica de fluidos del comportamiento de los fluidos sobre el flujo que estos ejercen en distintos espacios actuando en superficies de distintas formas y características, para el caso de los cuerpos sólidos se observa el efecto que genera el empuje producido por las propiedades del líquido a la superficie del cuerpo sólido este empuja se presenta tanto de dirección vertical como horizontal generando un empuje hacia arriba. Este fenómeno el fundamento de la flotación para barcos submarinos u equipos donde se utilice dicho principio.

desde la antigüedad el griego Arquímedes indicó la magnitud de dicho empuje, este empuje lleva su nombre y en él explica que cualquier cuerpo sumergido de forma parcial o total en un líquido está un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del volumen sobrante o desalojado del líquido con el que actúa .

Teniendo en cuenta este principio y las generalidades del tema se busca comprender a través de esta experiencia de laboratorio comprobar dicho teorema o enunciado determinando así experimentalmente el centro de presión sobre una superficie plana y parcialmente sumergida siendo el uso de un equipo hidrostático que efectúa una superficie de un toroide y de un recipiente el cual albergará el volumen necesario para el estudio para encontrar el resultado experimental y comprobar con el valor teórico dado en la literatura.

1. MARCO TEÓRICO

Presiones en fluidos: Todas las presiones representan una medida de la energía potencial por unidad de volumen en un fluido. Para definir con mayor propiedad el concepto de presión en un fluido se distinguen habitualmente varias formas de medir la presión:

En un fluido newtoniano  la presión media coincide con la  presión termodinámica o  hidrodinámica en  tres casos  importantes:

• Cuando el fluido está en reposo, en este caso, son iguales la presión media, la presión hidrostática y la presión termodinámica.
• Cuando el fluido es incompresible.

Cuando la viscosidad volumétrica es nula. (Castellan, Gilbert W.1987),

La presión hidrostática: Es la parte de la presión debida al peso de un fluido en  reposo.  Es la presión que sufren los cuerpos sumergidos en un líquido o fluido por el simple y sencillo hecho de sumergirse dentro de este. (Castellan, Gilbert W.1987).

La presión hidrodinámica es la presión termodinámica dependiente de la dirección considerada alrededor de un punto que dependerá además del peso del fluido, el estado de movimiento del mismo (Castellan, Gilbert W. 1987).

Empuje hidrostático: El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado.

La explicación del principio de Arquímedes consta de dos  partes como se indica:

1. El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.
2. La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones (Mataix, C. 1982).

Equilibrio de los cuerpos sumergidos: De acuerdo con el principio de Arquímedes, para que un cuerpo sumergido en un  líquido esté en equilibrio, la fuerza de empuje E y el peso P han de ser iguales en magnitudes y, además, han de aplicarse en el mismo punto. En, tal caso la fuerza resultante R es cero y también es el momento M, con la cual se dan las das condiciones de equilibrio. ( Mataix, C. 1982).

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