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UNIVERSIDAD JUÁREZ AUTÓNOMA DE TABASCO DIVISIÓN ACADÉMICA DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA TRANSFERENCIA DE MOMENTO Y LABORATORIO UNIDAD 1 EQUIPO 1.

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1 UNIVERSIDAD JUÁREZ AUTÓNOMA DE TABASCO DIVISIÓN ACADÉMICA DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA TRANSFERENCIA DE MOMENTO Y LABORATORIO UNIDAD 1 EQUIPO 1

2 UNIDAD 1: ESTÁTICA DE FLUIDOS

3 CONTENIDO TEMÁTICO Definición de flujo. *Propiedades de los fluidos: temperatura, presión, volumen, densidad y viscosidad Mediciones de presión: presión absoluta, presión manométrica, presión vacuométrica, presión barométrica Deducción de la ecuación básica de la estática de fluidos. *Aplicaciones de la ecuación básica de la estática de fluidos.

4 1.1. Definición de Fluido y sus propiedades FLUIDO Es toda sustancia que se deforma continuamente ante la presencia de fuerzas. Comprenden las fases líquida y gaseosa (o de vapor). Un fluido se deformará continuamente bajo esfuerzos tangenciales, no importando cuan pequeño sean estos; La magnitud del esfuerzo depende de la rapidez de la deformación angular

5 1.1. Definición de Fluido y sus propiedades Mecánica de fluidos Estática de Fluidos.- Estudia las leyes que rigen a los fluidos que se encuentran en reposo. Dinámica de Fluidos.- Estudia las leyes que rigen a los fluidos en movimiento (deformación del fluido).

6 1.1. Definición de Fluido y sus propiedades CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS Compresibles o comprimibles.- Son aquellos que sufren cambios de volumen por acción de las fuerzas a los que son sometidos; en consecuencia su densidad es variable Ejemplos: gases y vapores

7 1.1. Definición de Fluido y sus propiedades CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS Incompresibles o incomprimibles.- Son aquellos que no cambian de volumen ante la acción de fuerzas a los que son sometidos; por lo tanto, su densidad es constante. Ejemplos: líquidos

8 1.1. Definición de Fluido y sus propiedades Propiedades de los fluidos Densidad.- Densidad.- La densidad de una sustancia es su masa por unidad de volumen. La unidad de densidad en el SI es el kilogramo por metro cúbico. Una cantidad dada de materia tiene cierta masa la cual es tratada como invariante. Por tanto, la densidad será una constante mientras el volumen de una cantidad dada de materia permanezca inafectado (esto es, para un gas, siempre que las condiciones de presión y temperatura sean las mismas).

9 1.1. Definición de Fluido y sus propiedades Propiedades de los fluidos Volumen específico.- Volumen específico.- Es el inverso de la densidad; sus unidades en el SI son el metro cúbico por kg. Ésta propiedad es utilizada en los cálculos de flujo de vapor de agua

10 1.1. Definición de Fluido y sus propiedades Propiedades de los fluidos Calor específico.- Calor específico.- Es la relación de la cantidad de calor transferido a la unidad de masa de una substancia, entre el incremento de temperatura de la misma. Los calores específicos para gases y vapores dependen de cómo se efectúe el cambio de estado.

11 1.1. Definición de Fluido y sus propiedades Propiedades de los fluidos Energía interna.- Energía interna.- es medida como energía por unidad de masa, usualmente en unidades de cal/kg. La energía interna es debida a las energías cinética y potencial, las cuales se encuentran en la substancia como un efecto de su actividad molecular, y depende fundamentalmente de la temperatura.

12 1.1. Definición de Fluido y sus propiedades Propiedades de los fluidos Para un gas perfecto [un gas que obedece a la ecuación de estado, la energía interna es una función únicamente de la temperatura, de acuerdo con la relación: du = c,dT, o bien, si c, es constante, por la relación. u2 - u1 = c,(T2 - TI).

13 1.1. Definición de Fluido y sus propiedades Propiedades de los fluidos Peso específico.- Peso específico.- o densidad relativa, es el peso del fluido que ocupa cierta unidad de volumen. Como la presión tiene un efecto insignificante sobre la densidad de los líquidos, la temperatura es la única variable que debe ser tenida en cuenta al sentar las bases para el peso específico. La densidad relativa de un líquido es la relación de su densidad a cierta temperatura, con respecto al agua a una temperatura normalizada.

14 1.1. Definición de Fluido y sus propiedades Propiedades de los fluidos Presión.- Presión.- Es la fuerza que actúa perpendicularmente al área de acción. En cualquier punto, la componente perpendicular por unidad de área es llamada esfuerzo normal. Si éste es un esfuerzo de compresión, es llamado intensidad de la presión o simplemente presión.

15 1.1. Definición de Fluido y sus propiedades Propiedades de los fluidos La presión puede medirse con respecto a un valor cero absoluto (llamada presión absoluta) o con respecto a la presión atmosférica en la localidad en que la medimos (llamada presión manométrica). Así: P (manométrica) = P (absoluta) - Patm (absoluta). La atmósfera estándar es una presión definida como: 1 atmósfera estándar = kg/cm2 (absoluta)

16 1.1. Definición de Fluido y sus propiedades Propiedades de los fluidos Temperatura.- Temperatura.- Es una medida que indica el grado de absorción o liberación de energía. Para el SI se utiliza como medida °K. Los cambios en temperatura causan cambios en otras propiedades de la materia.

17 1.2. Mediciones de Presión Tipos de Presión Presión absoluta.- Es el valor de presión medida con respecto al cero absoluto. (no valores negativos). Presión absoluta.- Es el valor de presión medida con respecto al cero absoluto. (no valores negativos). Presión barométrica.- Presión barométrica.- Es el nivel de la presión atmosférica por encima del vacío perfecto. La presión atmosférica estandar.- La presión atmosférica estandar.- equivale a bar ( libras/pulg ) o 760 mm de Hg.

18 1.2. Mediciones de Presión Tipos de Presión La presión manométrica es la presión medida con respecto a otro valor de presión diferente al cero absoluto (puede ser negativa). Presión de Vacio o Vacuométrica.- Es todo valor de presión inferior a la presión atm estandar.

19 1.2. Mediciones de Presión Tipos de Presión condiciones de vacío La referencia a las condiciones de vacío se hace a menudo expresando la presión absoluta en términos de altura de columna de mercurio o de agua. Las unidades utilizadas normalmente son milímetros de mercurio, micras de mercurio, pulgadas de agua y pulgadas de Hg. Carga de Fluido.- Carga de Fluido.- Presión expresada en unidades de longitud del fluido de trabajo.

20 PI X PI X + X PI Y +Y PI Y PI Z Considera al siguiente elemento como un fluido: Sobre un fluido en reposo actúan dos tipos de fuerza, que son las de presión y gravedad. Fuerza de gravedad:

21 Dividir Cuando existe el límite, existe su derivada


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