Estatica de Fluidos Concepto de Presión en un fluido Isotropía de los esfuerzos en fluidos Principio de Pascal Manómetros de tubo Presión sobre superficies planas Presión sobre superficies curvas Movimiento Solidario de Fluidos

Concepto de Presión La presión se da por las “colisiones” de las moléculas sobre una superficie. Estas “colisiones” serán mayores cuando la energía cinética de las moléculas sea mayor Presión = al promedio de esas interacciones por unidad de área

Isotropía En un fluido en reposo, no existen esfuerzos de corte (ley de Newton de la viscosidad) En general, supóngase esfuerzos normales a la superficie de la cuña y el peso del fluido. Ahora, llévese este volumen al limite: que pasa?

Variaciones de Presión-1 De la mecánica del medio continuo, asumimos que los cambios de alguna propiedad a lo largo de una distancia corta son de primer orden

Variaciones de Presión-2 F1 F2 D1 = 4 (D2) La presión en un fluido uniformemente distribuido en reposo solo varia en el sentido vertical, y es independiente de la forma del contenedor. La presión es la misma en todos los puntos contenidos en un plano horizontal del fluido. La presión aumenta con la profundidad.

Variaciones de Presión-3 Existen: Presión absoluta (termodinámica), presión manométrica y presión de vacío Presión manométrica es la presión absoluta menos una presión de referencia (a menudo se toma como ~100 kPa) La presión de vacío es la diferencia entre la presión referencia y la absoluta (tomado positiva)

Atmosfera estándar “La rapidez con la que la temperatura cambia respecto a la elevacion en la atmosfera se llama gradiente. El movimiento vertical de una masa de aire depende del valor de su densidad con respecto a la densidad del aire que la rodea. Por otro lado, se supone que conforme asciende la masa de aire a traves de la atmosfera, su presion disminuye, la masa se expande y su temperatura decrece con una tasa conocida como gradiente adiabatico seco.” (Streeter)

Tomado de “U.S. Standard Atmosphere, 1976, Government Printing Office, Washington D.C., 1976”

EJEMPLO Se ha estimado que la temperatura a 10 metros sobre el nivel del suelo, de la columna de humo que saldria de una chimenea seria 15 C mayor a la temperatura ambiente que corresponde a esa altura. Determinese que pasaria con ese humo, para: Un gradiente para la atmosfera estandar Beta = -0,006507 K/m To = 294,26 K Un gradiente invertido beta = 0,00365 K/m

Manómetros Los manómetros (o barómetros) miden las diferencias de presión

Manometros-Procedimiento Arrancar de un punto donde la presión sea conocida (así sea una incógnita) Sumar al valor en (1) el cambio en la presion que se tenga en el menisco siguiente (cambio positivo si el menisco se encuentra por debajo, negativo en su defecto) Proceder hasta llegar al otro extremo del manometro (igualar con la presion alli encontrada) (Michigan State U)

EJEMPLO En el manómetro que voy a pintar, los recipientes A y B contienen agua y el liquido dentro del piezómetro es un aceite de gravedad especifica 0,80; h1 = 30 cm, h2 = 20 cm, h3 = 60 cm. a) determínese la diferencia de presión entre los recipientes; b) si en el recipiente B la presión es de 490.3 kPa y la presión atmosférica de 97.8 kPa, determínese la presión en A expresada en metros de columna de agua (m.c.a) (Tomado de Streeter)