estatica de fluidos

APUNTES DE CLASE : MECANICA DE FLUIDOS I
Roberto Campaña Toro, MSc.
ESTATICA DE FLUIDOS
Es la rama de la física que estudia el comportamiento de los fluidos en
reposo.
1.- PRESION HIDROSTATICA
1.1 Conceptos Previos
1.1.1 PRESION ABSOLUTA
Medida de la presión que toma en cuenta los efectos de la presión
atmosférica
1.1.2 PRESION RELATIVA
Medida de la presión que toma como referencia la presión atmosférica.
1.2- PRESION EN UN PUNTO
La presión en un punto es la misma en todas las direcciones"
Fuente: Hidráulica General, Sotelo
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APUNTES DE CLASE : MECANICA DE FLUIDOS I
Roberto Campaña Toro, MSc.
Fuente: Mecánica de Fluidos, Potter y Wiggert
Del equilibrio de fuerzas en el eje x:
ΣFx=0
px.∆y-p∆s.senθ=0 (1)
de la figura:
senθ=∆y/∆s
en (1)
px.∆y-p∆s..∆y/∆s=0
px-p=0
px=p
Del equilibrio de fuerzas en el eje y:
ΣFy=0
p.∆s.cosθ+W-py∆x=0 (2)
donde:
W=γ.V = γ.1.dx.dy/2 ≅ 0
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en (2)
p.∆s..∆x/∆s -py.∆x=0
p=py
1.3.- VARIACION DE LA PRESION
1.3.1.- A un mismo nivel
"Puntos diferentes ubicados al mismo nivel tienen la misma presión"
Fuente: Hidráulica General, Sotelo
Fuente: Elementary Fluid Mechanics, Vennard y Street.
Del equilibrio de fuerzas en el eje x:
ΣFx=0
pA∆y=pC∆y
Asumiendo una presión "p" en el centro del diferencial de elemento y un
gradiente de presiones "dp/dx" en la horizontal
pA=p-(dp/dx).∆x/2
pC=p-(dp/dx). ∆x/2
en (3)
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(p-(dp/dx).∆x/2). ∆y- (p+(dp/dx).∆x/2). ∆y=0
-(dp/dx). ∆x.∆y=0
dp/dx=0
1.3.2.- A niveles diferentes.
"La diferencia de presiones entre puntos situados en niveles diferentes es
proporcional a su diferencia de niveles"
Fuente: Hidráulica General, Sotelo
Del equilibrio de fuerzas en el eje y:
ΣFy=0
pD. ∆x.1+W= pB. ∆x.1
Asumiendo una presión "p" en el centro del diferencial de elemento y un
gradiente de presiones "dp/dy" en la vertical
pD=p+(dp/dy).∆y/2
pC=p-(dp/dy).∆y/2
en (4)
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(p+(dp/dy). ∆y/2).∆x.+W- (p+(dp/dy).∆y/2). ∆x=0
donde :
W=γ.∆x. ∆y
(dp/dy). ∆y. ∆x+γ.∆x. ∆y=0
dp/dy=-γ
MANOMETROS
- Los manómetros son instrumentos que utilizan columnas de líquidos
para medir presiones.
Fuente: Mecánica de Fluidos, Potter y Wiggert
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(a) Manómetro de tubo en U (útil para medir presiones pequeñas)
(b) Manómetro de tubo en U (útil para medir presiones grandes)
(c) Micromanómetro (útil para medir cambios de presión muy pequeños)
APLICACIÓN 1
a).- En la figura (a) determinar una expresión para la presión en el punto 1.
b).- En la figura (b) determinar una expresión para la presión en el punto 1.
c).- En la figura (c) determinar una expresión para la presión en el punto 1.
APLICACIÓN 2
Agua y aceite fluyen por sendas tuberías horizontales. Se conecta un
manómetro de doble tubo en U entre las tuberías, como se muestra en la
figura siguiente. Calcular la diferencia de presión entre la tubería de agua y
la de aceite.
Fuente: Mecánica de Fluidos, Potter y Wiggert
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