Antologia MEC FLUIDOS

ANTOLOGÍA

LICENCIATURA EN MECATRÓNICA

MATERIA: MECÁNICA DE FLUIDOS

CATEDRÁTICO: MTRO. ROBERTO CRUZ CAPITAINE

CICLO ESCOLAR

AGOSTO 2011 – ENERO 2012

XALAPA VERACRUZ

_________________

Vo. Bo.

Jefatura de carreras

Índice

Página

Introducción. ------------------------------------------------------------------- 3

Tema I. Estática de fluidos.------------------------------------------------- 5

Tema II. Ecuaciones básicas----------------------------------------------- 23

Problemas. -------------------------------------------------------------------- 43

Practicas----------------------------------------------------------------------- 55

Tema III. Flujo y transporte. ---------------------------------------------- 60

Problemas.-------------------------------------------------------------------- 73

Tema IV. Aplicaciones----------------------------------------------------- 79

Temas adicionales y de apoyo.----------------------------------------- 97

Tablas. ------------------------------------------------------------------------ 133

Bibliografía. ------------------------------------------------------------------- 135

Actividades.----------------------------------------------------------------- 136

1. Introducción al curso.

La presente materia de mecánica de fluidos, que están a punto de cursar en este su sexto semestre de la licenciatura de mecatrónica, es igual de importante que sus otras asignaturas en paralelo, salvo que esta se relaciona íntimamente con materias antecesoras tales como física I, matemáticas, entre otras. Por lo que si crees tener dudas en temas y conceptos de las demás materias acreditadas, puedes acercarte a tu maestro de mecánica de fluidos o a la jefatura de ingenierías, para solicitar apoyo.

A su vez la presente materia se relaciona íntimamente con otras materias en paralelo como termodinámica y a un futuro con asignaturas de lata complejidad como teoría de control III e inclusive con robótica, es decir esta materia no tiene restricción, los impedimentos esta en nosotros mismos. Por lo que se bienvenido y te invito a no dejar nada para mañana, y no hay imposibles, solo una buena organización y empeño te llevará al éxito.

“Si en la lid el destino te derriba; si todo en tu camino es cuesta arriba, si tu sonrisa es ansia insatisfecha, si hay faena excesiva y vil cosecha, si a tu caudal se anteponen diques... Date una tregua ¡pero no claudiques!” (Rudyard Kipling)

Los objetivos que se persiguen en esta asignatura al finalizarla, es que el alumno pueda establecer las leyes y teoremas respectivos al comportamiento de cualquier fluido bajo la conducción dentro elementos tubulares o canales, así también comprender las propiedades y sus diferentes aplicaciones con atributos agregados y comportamientos adicionales, por lo que hace a esta asignatura más interesante y potencialmente demostrativa.

Mecánica de fluidos, permite la motivación y creatividad a la realización de prácticas y retos bajo distintas circunstancias, conllevando un involucramiento directo con su entorno y el mundo de la física.

La presente antología consta de un pequeño resumen de cada tema, así como links de interés, bibliografía, ejercicios, actividades de clase, lecturas e inclusive en algunos casos, practicas de laboratorio y apartados de temas adicionales importantes para esta asignatura.

Hay algo muy importante que debes saber del último tema, en este se dan todos los apuntes que se dieron relativos a los temas involucrados y su relación con otras materias.

Por lo que te invito a leerla y aprecies el esfuerzo del profesor en hacer este recurso para ustedes.

Adicionalmente a esta antología, se entrega el plan de clases y los acuerdos consensados de la evaluación del curso.

Tema I. Estática de fluidos.

ESTATICA DE LOS FLUIDOS

La estática de fluidos estudia el equilibrio de gases y líquidos. A partir de los conceptos de densidad y de presión se obtiene la ecuación fundamental de la hidrostática, de la cual el principio de Pascal y el de Arquímedes pueden considerarse consecuencias. El hecho de que los gases, a diferencia de los líquidos, puedan comprimirse hace que el estudio de ambos tipos de fluidos tenga algunas características diferentes. En la atmósfera se dan los fenómenos de presión y de empuje que pueden ser estudiados de acuerdo con los principios de la estática de gases.

Se entiende por fluido un estado de la materia en el que la forma de los cuerpos no es constante, sino que se adapta a la del recipiente que los contiene. La materia fluida puede ser trasvasada de un recipiente a otro, es decir, tiene la capacidad de fluir. Los líquidos y los gases corresponden a dos tipos diferentes de fluidos. Los primeros tienen un volumen constante que no puede mortificarse apreciablemente por compresión. Se dice por ello que son fluidos incompresibles. Los segundos no tienen un volumen propio, sino que ocupan el del recipiente que los contiene; son fluidos compresibles porque, a diferencia de los líquidos, sí pueden ser comprimidos.

El estudio de los fluidos en equilibrio constituye el objeto de la estática de fluidos, una parte de la física que comprende la hidrostática o estudio de los líquidos en equilibrio, y la aerostática o estudio de los

...