Estatica De Fluidos

TEMA II ESTATICA DE LOS FLUIDOS

1- LA ESTATICA DE FLUIDOS

La estática de fluidos estudia los gases y los líquidos en equilibrio o reposo. Adiferencia de los líquidos, los gases tienen la cualidad de comprimirse, por lo tantoel estudio de ambos filudos presentan algunas características diferentes; elestudio de los fluidos líquidos se llama hidrostática y el estudio de los gases sellama aerostático. Por tener un movimiento uniforme en sus planos adyacentes laestática de fluidos no tiene movimiento relativo u otras fuerzas que traten dedeformarlo. El esfuerzo normal es la fuerza que actúa de forma perpendicular alcuerpo.

2- PRESIÓN EN UN PUNTO.

Se sabe que la presión es la fuerza que ejerce un fluido por unidad de área y que la presión en cualquier punto de un fluido es la misma en todas las direcciones, con la misma magnitud, tomándose como una cantidad escalar. Esto se puede demostrar cuando se toma un elemento de fluido en forma de cubo y se le aplican presiones en su superficie.

3- DISTRIBUCION DE PRESION DE UN FLUIDO EN REPOSO.

Al flujo alrededor de cuerpos sumergidos en una corriente fluida, o "flujo externo", ya que el fluido es exterior a la superficie del cuerpo. En definitiva, se incidirá en el estudio de las fuerzas que resultan del movimiento relativo entre un cuerpo y un fluido y que básicamente son llamadas fuerzas de arrastre y de sustentación, de gran aplicación en aerodinámico.El arrastre y la sustentación se definen como las componentes paralela y normal, respectivamente, a la velocidad relativa de aproximación, de la fuerza ejercida sobre un cuerpo por el fluido en movimiento a su alrededor. La acción dinámica del fluido en movimiento es la que desarrolla arrastre y sustentación; otras fuerzas como la gravitacional y flotación no se incluyen ni en el arrastre ni en la sustentación.

4- PIEZOMERO.

El piezómetro es un simple tubo en U, abierto, que se conecta por su extremo interior al recipiente o conducto que contiene el líquido cuya presión se desea medir. Por efecto de la presión el líquido llena parcialmente el tubo piezométrico hasta alcanzar cierto nivel.Los piezómetros se emplean cuando las presiones cercanas a la presión atmosférica y siempre que sea factible utilizar en el tubo piezométrico el mismo líquido que contiene el recipiente.

5- MANOMETRO.

Los manómetros son los instrumentos utilizados para medir la presión de fluidos (líquidos y gases). Lo común es que ellos determinen el valor de la presión relativa, aunque pueden construirse también para medir presiones absolutas.

Todos los manómetros tienen un elemento que cambia alguna propiedad cuando son sometidos a la presión, este cambio se manifiesta en una escala o pantalla calibrada directamente en las unidades de presión correspondientes.

6- FUERZA SOBRE SUPERFICIE PLANA SUMERGIDA.

Cuando tenemos una superficie plana sumergida, sobre ésta va a actuar una fuerza que será igual al producto del peso específico del fluido por la altura a la que esté el centro de gravedad dedicha superficie respecto del nivel de la superficie libre del fluido y por el área de la superficie quesufre la fuerza, matemáticamente:CG F =g h A.

Expresando el peso específico en kgf/m3, el área en m2 y la altura a la que está el centro de masas en metros, obtendremos la fuerza en kilogramos fuerza.En cuanto al punto de aplicación de dicha fuerza, será el centro de presiones, para calcularlo,

Debemos recurrir a la expresión que nos relaciona la coordenada y de dicho centro de presiones con la

Del centro de masas.

7- FUERZA SOBRE SUPERFICIE CURVA SUMERGIDA.

Cuando la superficie sumergida no es plana, debemos calcular por separado las doscomponentes de la fuerza sobre la superficie, que serán la componente horizontal de la fuerza y la

Componente vertical de la misma.La componente horizontal será igual a la fuerza que ejerce el fluido sobre una superficie

Vertical imaginaria que es la proyección vertical de la superficie curva. El punto de aplicación de lamisma es el centro de presiones de dicha pared imaginaria. La componente vertical será igual al peso (real o imaginario) de líquido que hay encima de lasuperficie, el punto de aplicación estará sobre la vertical de la correspondiente coordenada del centrode gravedad de dicha superficie.

TEMA 3 CIMATICA DE LOS FLUIDOS

1- CINEMATICA DE LOS FLUIDOS.

La cinemática de los fluidos se ocupa de la descripción del movimiento de las partículas fluidas, sin preocuparse por las fuerzas que causan ese movimiento ni por las fuerzas que ese movimiento origina. Así que los asuntos tratados se refieren a la posición de las partículas, a su velocidad, al cambio de velocidad y a las variables asociadas directamente con la descripción del movimiento.

2- DESCRIPCION DEL MOVIMIENTO DE UN FLUIDO.

Descripción del movimiento de un fluido tomando como marco de referencia el espacio físico y describir el movimiento de todas las partículas que están pasando por un punto genérico a lo largo del tiempo. Por ejemplo, para expresar la velocidad del fluido se hacereferencia a la velocidad que tienen las partículas que pasan por un punto P(x,y,z). Luego la

misma se escribe como v(x,y,z,t) en el punto P(x,y,z). La velocidad aparece también en función del tiempo porque las velocidades de las diferentes partículas que pasan por ese punto puedenser diferentes.

3- TIPOS DE FLUJOS.

La clasificación de los flujos obedece a la variable que sea de interés en una situación dada. Esas variables pueden referirse al fluido o al flujo mismo entreestos podemos mencionar los siguientes estacionario, incompresible, no viscoso, laminar y turbulento. Pero en este trabajo de investigación mencionaremos el flujo laminar y flujo turbulento.

FLUJO LAMINAR: Las partículas se desplazan siguiendo trayectorias paralelas, formando así en conjunto capas o láminas de ahí su nombre, el fluido se mueve sin que haya mezcla significativa de partículas de fluido vecinas. Este flujo se rige por la ley que relaciona la tensión cortante con la velocidad de deformación angular

La viscosidad del fluido es la magnitud física predominante y su acción amortigua cualquier tendencia a ser turbulento.

El flujo puede depender del tiempo de forma significativa, como indica la salida de una sonda de velocidad que se observa en la figura

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