Rama de la física que estudia el comportamiento de los líquidos en función de sus propiedades específicas. Es decir, estudia las propiedades mecánicas.

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2 Rama de la física que estudia el comportamiento de los líquidos en función de sus propiedades específicas. Es decir, estudia las propiedades mecánicas de los líquidos dependiendo de las fuerzas a las que son sometidos. Todo esto depende de las fuerzas que se interponen con la masa y a las condiciones a las que esté sometido el fluido, relacionadas con la viscosidad de este. HIDRAULICA I

3 CARACTERISTICAS DE LOS FLUIDOS HIDRAULICA I

4 VISCOSIDAD, NO SIGUE LAS MISMAS LEYES DE DEFORMACION DE LOS SOLIDOS HIDRAULICA I ALQUITRAN

5 TIPO DE FLUIDOS Fluidos newtonianos: el esfuerzo tangencial es directamente proporcional a la rapidez de la deformación angular a partir de valores de cero iniciales; como el agua, aire, algunos aceites minerales. HIDRAULICA I

6 FLUIDOS NO NEUTONIANOS: la variación entre el esfuerzo tangencia y la rapidez de la deformación angular no es lineal, pues depende del tiempo de exposición al esfuerzo y de la magnitud del mismo HIDRAULICA I

7 Fluido de Bingham (plástico ideal): otras sustancias como las mezclas empleadas en la inyección de suelos (limo, bentonita, arcillas, etc) presentan un comportamiento que corresponde a los solidos en tanto el esfuerzo no alcanza un cierto valor inicial, pues a partir de este se comportan como fluidos. Tomaremos como Plástico de Bingham al Kétchup El kétchup después de estar en reposo se vuelve solido y es difícil de verter y necesitamos agitar para que empiece a fluir. Por lo tanto el kétchup es un Plástico de Bingham y estos requieren de un esfuerzo de corte mínimo aplicado antes de comenzar a fluir. En este caso el esfuerzo de corte seria la agitación que se le aplica a la botella. Después del esfuerzo aplicado el kétchup comienza a fluir sin ningún problema comportándose como un fluido Newtoniano. HIDRAULICA I

8 PROPIEDAD DE COMPRESIBILIDAD: el comportamiento bajo la acción de esfuerzos de compresión (presión) es diferente. los líquidos se pueden clasificar como incompresibles. HIDRAULICA I

9 Los gases son muy compresibles bajo la acción de grandes presiones HIDRAULICA I

10 MECANICA DE LOS FLUIDOS: es la ciencia en la cual los principios fundamentales de la mecánica general se aplican en el estudio del comportamiento de los fluidos, tanto en reposo como en movimiento. HIDRAULICA I

11 TERMODINAMICA: rama de la física encargada del estudio de la interacción entre el calor y otras manifestaciones de la energía HIDRAULICA I

12 HIDRODINAMICA: es "movimiento del agua". En sí podemos decir que es la ciencia de las fuerzas que actúan sobre los fluidos. Se considera un área de estudio muy importante dentro del área de la física porque cuando los materiales se comprimen de manera explosiva se ven expuestos a una serie de condiciones extremas que los hacen comportarse más como un líquido. HIDRAULICA I

13 HIDROMECANICA: rama de la física comprendida dentro de la mecánica de medios continuos que estudia el movimiento de los fluidos, así como las fuerzas que lo provocan.​ La característica fundamental que define a los fluidos es su incapacidad para resistir esfuerzos (lo que provoca que carezcan de forma definida). También estudia las interacciones entre el fluido y el contorno que lo limita. CENTRAL HIDROELECTRICA HIDRAULICA I

14 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS TEMPERATURA: la magnitud de la temperatura se puede relacionar con la actividad molecular que resulta de la transferencia de calor. Las escalas de medica se definen en términos de la expansión volumétrica de ciertos líquidos. Se dice que el punto de congelación es 0°C y el de ebullición 100°C HIDRAULICA I

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23 Segunda ley de la termodinamica.- Marca la direccion en la que deben llevarse los procesos por lo tanto la imposibilidad que ocurran en sentido contrario. HIDRAULICA I

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26 caudal es la cantidad de fluido que circula a través de una sección del ducto (tubería, cañería, oleoducto, río, canal,...) por unidad de tiempo. Normalmente se identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por un área dada en la unidad de tiempo. Menos frecuentemente, se identifica con el flujo másico o masa que pasa por un área dada en la unidad de tiempo El caudal de un río es fundamental en el dimensionamiento de presas, embalses y obras de control de avenidas. Dependiendo del tipo de obra, se emplean los caudales medios diarios, con un determinado tiempo de recurrencia o tiempo de retorno, o los caudales máximos instantáneos. La forma de obtención de uno y otro es diferente y, mientras para los primeros se puede tomar como base los valores registrados en una estación de medición, durante un número considerable de años, para los segundos, es decir para los máximos instantáneos, muy frecuentemente se deben calcular a través de modelos matemáticos. La medición práctica del caudal líquido en las diversas obras hidráulicas, tiene una importancia muy grande, ya que de estas mediciones depende muchas veces el buen funcionamiento del sistema hidráulico como un todo, y en muchos casos es fundamental para garantizar la seguridad de la estructura. HIDRAULICA I

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30 El agua entra a un tubo de admisión subterráneo de 1.5 cm de radio, a una velocidad de 40cm/s. Fluye luego por un tubo de 0.5 cms de radio a una altura de 35 mts de presión manométrica de 0.2 atm. 1.- Cuál es la velocidad del agua en el punto más alto? 2.- Cuál es la presión manométrica en el tubo subterráneo? 1 atm= 1.013x10 5 Pa Ρ H 2 O= 1000 kg/m 3 HIDRAULICA I

31 El flujo de agua en un conducto puede ser flujo en canal abierto o flujo en tubería. Estas dos clases de flujos son similares en diferentes en muchos aspectos, pero estos se diferencian en un aspecto importante. El flujo en canal abierto debe tener una superficie libre, en tanto que el flujo en tubería no la tiene, debido a que en este caso el agua debe llenar completamente el conducto.

32 Las condiciones de flujo en canales abiertos se complican por el hecho de que la composición de la superficie libre puede cambiar con el tiempo y con el espacio, y también por el hecho de que la profundidad de flujo el caudal y las pendientes del fondo del canal y la superficie libre son interdependientes. En estas la sección transversal del flujo, es fija debida a que esta completamente definida por la geometria del conducto. La sección transversal de una tubería por lo general es circular, en tanto que la de un canal abierto puede ser de cualquier forma desde circular hasta las formas irregulares en ríos. Además, la rugosidad en un canal abierto varia con la posición de una superficie libre. Por consiguiente la selección de los coeficientes de fricción implica una mayor incertidumbre para el caso de canales abiertos que para del de tuberías, en general, el tratamiento del flujo en canales abiertos es mas mas que el correspondiente a flujo en tuberías. El flujo en un conducto cerrado no es necesariamente flujo en tuberías si tiene una superficie libre, puede clasificarse como flujo en canal abierto. HIDRAULICA I

33 Los canales NATURALES influyen todos los tipos de agua que existen de manera natural en la tierra, lo cuales varían en tamaño desde pequeños arroyuelos en zonas montañosas hasta quebradas, arroyos, ríos pequeños y grandes, y estuarios de mareas. Las corrientes subterráneas que transportan agua con una superficie libre también son consideradas como canales abiertos naturales.la tierra Las propiedades hidráulicas de un canal natural por lo general son muy irregulares. En algunos casos pueden hacerse suposiciones empíricas razonablemente consistente en las observaciones y experiencias reales, de tal modo que las condiciones de flujo en estos canales se vuelvan manejables mediante tratamiento analítico de la hidráulica teórica. HIDRAULICA I

34 Los canales artificiales son aquellos construidos o desarrollados mediante el esfuerzo humano: canales de navegación, canales de centrales hidroeléctricas, canales y canaletas de irrigación, cunetas de drenaje, vertederos, canales de desborde, canaletas de madera, cunetas a lo largo de carreteras etc..., así como canales de modeloz de laboratorio con propósitos experimentales las propiedades hidráulicas de estos canales pueden ser controladas hasta un nivel deseado o diseñadas para cumplir unos requisitos determinados. La aplicación de las teorias hidráulicas a canales artificiales producirán, por tanto, resultados bastantes similares a las condiciones reales y, por consiguiente, son razonablemente exactos para propósitos prácticos de diseños. La canaleta es un canal de madera, de metal, de concreto de mampostería, a menudo soportado en o sobre la superficie del terreno para conducir el agua a través de un de una depresion. La alcantarilla que fluye parcialmente llena, es un canal cubierto con una longitud compartidamente corta instalado para drenar el agua a través de terraplenes de carreteras o de vías férreas. El túnel con flujo a superficie libre es un canal compartidamente largo, utilizado para conducir el agua a través de una colina o a cualquier obstrucción del terreno. HIDRAULICA I

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37 Flujo ideal: Es aquel flujo incompresible y carente de fricción. Un fluido que no presente fricción resulta no viscoso y los procesos en que se tenga en cuenta su escurrimiento son reversibles.

38 HIDRAULICA I CLASIFICACIÓN DE FLUJOS El flujo de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras, atendiendo diversas características y criterios de velocidad, espacio y tiempo. De acuerdo a la velocidad del flujo: Flujo turbulento: En este tipo de flujo las partículas del fluido se mueven en trayectorias erráticas, es decir, en trayectorias muy irregulares sin seguir un orden establecido. Flujo laminar: Se caracteriza porque el movimiento de las partículas del fluido se produce siguiendo trayectorias bastante regulares, separadas y perfectamente definidas dando la impresión de que se tratara de láminas o capas más o menos paralelas entre sí.

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40 2. De acuerdo a sus cambios de densidad respecto al tiempo Compresible: Es aquel en los cuales los cambios de densidad de un punto a otro no son despreciables. Incompresible: Es aquel en los cuales los cambios de densidad de un punto a otro son despreciables, mientras se examinan puntos dentro del campo de flujo. HIDRAULICA I

41 3. Por la vriación de velocidad con respecto al tiempo: Flujo permanente: Se caracteriza porque las condiciones de velocidad de escurrimiento en cualquier punto no cambian con el tiempo, o sea que permanecen constantes con el tiempo o bien, si las variaciones en ellas son tan pequeñas con respecto a los valores medios. Flujo no permanente: Las propiedades de un fluido y las características mecánicas del mismo serán diferentes de un punto a otro dentro de su campo, además si las características en un punto determinado varían de un instante a otro se dice que es un flujo no permanente. HIDRAULICA I

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43 4. Por magnitud y dirección de la velocidad del fluido: Flujo Uniforme: Ocurren cuando el vector velocidad en todos los puntos del escurrimiento es idéntico tanto en magnitud como en dirección para un instante dado. Flujo no Uniforme Es el caso contrario al flujo uniforme, este tipo de flujo se encuentra cerca de fronteras sólidas por efecto de la viscosidad. HIDRAULICA I

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