Mecanica De Fluidos

Mecánica de fluidos:

Estática de fluidos:

Según Hugh (2009) los fluidos desempeñan un papel muy importante en distinto aspectos de la vida diaria ya que los bebemos, respiramos y en todo momento circulan por nuestro organismo y los defina como toda aquella sustancia que tenga la capacidad de fluir, ya sean líquidos o gases.

Algunos conceptos previos son:

Densidad: es una propiedad que tiene cualquier material y se define como la masa del material por unidad de volumen. Se utiliza la letra griega ρ (rho) para denominar la densidad. Si un material de masa m y volumen V, su densidad ρ se define como:

ρ=m/V (Kg/m^3)

Presión en un fluido: cuando un líquido o un gas está en reposo ejerce una fuerza de manera perpendicular a cualquier superficie en contacto con él o que lo contiene, siendo comprendido este fluido como un todo y estando en estado de reposo la fuerza producida por el fluido se debe al choque de moléculas producidas en su entorno. Se define la presión como:

P=dF/dA (Pa)

Donde P es la presión producida por el fluido en cualquier punto en la superficie que lo contiene, dF es la fuerza ejercida, de manera perpendicular a

la superficie, por el fluido y dA es el punto o superficie donde se aplica la fuerza.

Entre los tipos más comunes de presiones se encuentran: atmosférica, es aquella ejercida por todas las partículas en el aire, tiene una magnitud de 1.013*105 Pa. La presión manométrica que se define como la presión excedente a la presión atmosférica. Y la presión absoluta la cual es delimitada como la presión total o la suma de la presión atmosférica y manométrica.

Ley de pascal:

Nuevamente Hugh menciona que se puede deducir una relación general entre la presión P en cualquier punto de un fluido en reposo y la altura Y a la que se encuentre el punto, asumiendo una densidad y peso constante en todo el fluido. Si se considera un infinitesimal de altura dY, las superficies de área A se localizarían a alturas Y y Y +dY sobre un nivel de referencia en el que Y=0. El volumen de dicho fluido se definiría como dV = A dY, su masa como dm = ρ dV y su peso como dm g = ρgA dY. Aplicando la segunda ley de Newton se dice que la sumatoria de fuerzas es igual a 0 ya que el fluido se encuentra en reposo, por lo que pA – (p + dp) A - ρgA dY = 0. Al dividir toda la ecuacion en A y acomodarla se optine que:

P=P_(O+) ρgh

Donde P es la presión es la presión en el punto mas bajo de donde se toma referencia, PO es la presión en la superficie , h es la altura de separacion de las presiones y ρgh es la presión ejersida por el fluido en el nivel Y = 0. Dada la ecuacion anterior se demuestra que la presión P es la misma en cualquiera de los puntos en la distancia h de la superficie y que si la presión aumenta en la superficie tambien lo hara la presión P en cualquier punto e la misma distancia de la superficie h.

Debido a esto Pascal afirma que “la presión aplicada a un fluido encerrado se transmite sin disminución a todas partes del fluido y las paredes del recipiente.”(pág. 460) Por lo que se determina que:

P=F_1/A_1 =F_2/A_2

Principio de Arquímedes:

Establece que “si un cuerpo esta parcial o totalmente sumergido en un fluido, este ejerce una fuerza hacia arriba sobre el cuerpo igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo.”(pág. 463)

Dinámica De Fluidos

Flujo de un fluido:

Un flujo de fluidos suele ser muy complejo, por lo que en muchas situaciones es conveniente trabajar con modelos idealizados en los cuales se consideran los fluidos como ideales e incompresibles. Esto significa que tendrán una densidad constante. A su vez un fluido ideal no tendrá viscosidad interna (fricción).

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