1ER Parcial 1. 2. 3. 4. 5. 6. Propiedades de los fluidos. Citar: Densidad especifica o absoluta Peso especifico Densidad relativa Compresibilidad Presión de vapor Viscosidad Tensión superficial (líquidos) Diferencia entre fluido ideal y real: Fluido ideal: viscosidad nula; las fuerzas son solo de presión (a la superficie ) Fluido real: viscosidad diferente de cero; existen fuerzas tangenciales siempre que haya movimiento relativo a un cuerpo Definir fluido: fluido es toda sustancia que debido a su reducida cohesión molecular no tiene forma propia y adopta la forma del recipiente que lo contiene. Definir viscosidad: es el coeficiente de fricción interna del fluido. Es la medida de resistencia a la deformación cortante ¿Cuánto vale la viscosidad en un sólido, en un fluido ideal, en un fluido en reposo y uno real? Solido (infinito) Fluido ideal = fluido en reposo (cero) Fluido real (distinto de cero) Definir tensión superficial: Es una fuerza de tensión distribuida a lo largo de la superficie de un líquido allí donde entra en contacto con el otro fluido no miscible, particularmente un líquido con un gas o con un contorno sólido. El origen de esta fuerza es la cohesión intermolecular y la fuerza de adhesión del fluido al sólido. La fuerza o atracción molecular no compensada en la superficie de un líquido en contacto con otro líquido, no miscible, un gas o un contorno solido forma una película imaginaria capaz de resistir tensiones. 7. Explica porque la gota tiene forma esférica. Es debido a la tensión superficial. En un líquido que se pulveriza, las fuerzas de cohesión están dirigidas siempre hacia el interior y tienden a la formación de superficies de área mínima originando las gotas esféricas, ya que para un volumen determinado la esfera es el cuerpo que posee área mínima. 8. Cite las propiedades de la presión. La presión en un punto del fluido en reposo es igual en todas las direcciones. La presión en todos los puntos situados en un mismo plano horizontal en el seno del fluido en reposo es la misma. En un fluido en reposo la fuerza de contacto que ejerce una pared del fluido sobre otra contigua a la misma tiene la dirección normal a la superficie de contacto. La fuerza de la presión en un fluido en reposo se dirige siempre hacia el interior del fluido, es decir, es una fuerza de compresión, jamás de tracción. La superficie libre de un líquido en reposo es siempre horizontal. 9. Citar instrumentos para medir presiones indicando en cada caso el tipo de presión que miden Barómetros: presión atmosférica. Manómetros de presión absoluta: presión absoluta Manómetros: presión relativa positiva (sobrepresiones) Vacuómetros: presión relativa negativa (depresiones) Manómetros diferenciales: diferencias de presión Micromanómetros: presiones muy pequeñas 10. ¿Para qué se utiliza el tubo de Pitot? Se utiliza para medir la presione total (suma de la presión estática más la presión dinámica). La presión total también se llama presión de estancamiento 11. ¿Cuál es la máxima presión relativa negativa (o de vacío) que se puede obtener y porque? Es el valor negativo de la presión atmosférica porque no puede haber presión absoluta negativa. 12. Diferencia entre fuerza de cohesión y de adherencia. Las fuerzas de cohesión son fuerzas moleculares que existen entre moléculas del mismo fluido. Las fuerzas de adherencia son fuerzas moleculares que existen entre moléculas de un fluido en contacto con un sólido y las moléculas del sólido. 13. Citar las condiciones para que se cumpla Q= A.V=cte. Conservación de masa. Fluido incomprensible. 14. ¿Cuál es la diferencia entre presión absoluta y presión relativa? Las presiones absolutas se miden respecto al cero absoluto (vacío total) y las presiones relativas con relación a la presión atmosférica. 15. ¿Qué son las líneas piezonométricas y líneas de energía? Líneas piezonométricas son curvas que indican las alturas piezonométricas ( ) a lo largo de la tubería. las líneas de energía son curvas que indican la altura de energía ( ) a lo largo de una tubería. 16. ¿Qué es presión de vapor? Cuando tiene lugar el fenómeno de evaporización dentro de un espacio cerrado, la presión parcial a que dan lugar las moléculas de vapor se llama presión de vapor. 17. ¿Qué es un fluido de Newton? Es un fluido en el cual la viscosidad dinámica no cambia con el gradiente de velocidad, solo depende de la presión y de la temperatura. 18. Flotabilidad: Un cuerpo en un fluido, ya sea que flote o este sumergido, experimenta una fuerza hacia arriba igual al peso del fluido que desplaza y que actúa a través del centroide del volumen desplazado. 19. Materiales para flotabilidad. Propiedades: Peso específico y densidad bajos. Poca o ninguna tendencia a absorber el fluido. Compatibilidad con el fluido que operara. Resistencia a la abrasión y tolerancia a los daños. 20. Estabilidad de cuerpos sumergidos por completo. Condición de estabilidad. Un cuerpo sumergido en un fluido se considera estable si regresa a su posición original después de haberse dado un giro sobre un eje horizontal. La condición es que el centro de gravedad del cuerpo debe estar por debajo de su centro de flotabilidad (este último se encuentra en el centroide del volumen desplazado de fluido). 21. Condición de estabilidad de cuerpos flotantes. Un cuerpo flotante es estable si su centro de gravedad está por debajo del metacentro (intersección del eje vertical de un cuerpo cuando está en su posición de equilibrio, con una línea vertical que pasa a través de la posición nueva posición del centro de flotación). 22. Limitaciones de la ecuación de Bernoulli. Es valida solo para fluidos incomprensibles porque se supone que el peso específico del fluido es el mismo en las secciones de interés. No puede haber dispositivos mecánicos que agreguen o retiren energía del sistema entre los 2 puntos de interés. No puede haber transferencia de calor hacia el fluido o fuera de este. No puede haber pérdida de energía debido a la fricción. 2DO Parcial 23. 24. Defina: Corriente laminar: la corriente es perfectamente ordenada, de manera que las partículas se mueven en láminas paralelas o en capas cilíndricas coaxiales. Las partículas se mueven en trayectorias o líneas de corriente definidas y observables. Corriente turbulenta: el movimiento de las partículas fluidas es aleatorio y desordenado, aunque en base estadística existe un movimiento observable y predecible del fluido. Escribir la ecuación de Bernoulli generalizada. Indicando sus partes. ∑ ; ∑ ∑ = carga de velocidad ; = carga de elevación = carga de presión ∑ suma de las energías agregadas al fluido por medio de dispositivos mecánicos (bombas) ∑ suma de las energías que se remueve del fluido por medio de dispositivos mecánicos (motor de fluido) ∑ pérdidas de energía del sistema por fricción, o pérdidas menores en válvulas y otros accesorios 25. Explica porque se forman las cavidades o burbujas en el fenómeno de cavitación. Conforme el líquido fluye después de que pasa un cuerpo, la presión estática baja lo suficiente como para alcanzar su presión de vapor haciendo que el líquido se evapore formándose así burbujas de vapor o cavidades en él. 26. Citar las fuerzas que actúan sobre un fluido. Fuerza debido a la atracción gravitacional. Fuerza expresada por la diferencia de presiones. Fuerza debida a la viscosidad (fuerzas viscosas). Fuerza debida a la comprensibilidad. Fuerza de tensión superficial. 27.Citar las aplicaciones del teorema del impulso y la cantidad de movimiento. Fuerza sobre un codo. Fuerza sobre un alabe. Fuerza sobre una compuerta. Fuerza sobre un conducto a presión. Reacción de un chorro. 28.¿Qué es la capilaridad? Es la propiedad de aplicar fuerzas sobre fluidos, mediante tubos finos o medios porosos, se deben tanto a la cohesión como a la adhesión. 29. ¿Para qué se utiliza el tubo de Prandtl? Para medir la diferencia entre la presión total y la estática, es decir la presión dinámica. 30. ¿Qué son las líneas de corriente? Son curvas imaginaras dibujadas a través de un fluido en movimiento y que indican la dirección de este en diversos puntos del fluido. La tangente en un punto representa la dirección instantánea de la velocidad en dicho punto. 31. Definir capa límite. Capa delgada de fluido que se encuentra cercana a la superficie del cuerpo en la que los efectos de la viscosidad son muy pronunciados. 32. Definir cavitación. La vaporización y recondensación rápidas de un líquido mientras fluye momentáneamente por una zona de baja presión absoluta se denomina cavitación. 33. Define pérdidas secundarias. Son pérdidas que tienen lugar en las transiciones (ensanchamiento o expansiones de la corriente o en los accesorios de las tuberías). Se los denomina pérdidas menores o secundarias debido a que son menores que las pérdidas debido a la fricción en secciones largas y rectas de tubería. 34. Indique cuando el modelo y el prototipo son cinemáticamente semejantes. Las velocidades correspondientes tienen la misma relación entre ambos, es decir, la relación de velocidades es 35. debe ser constante. Indique cuando el modelo y el prototipo son dinámicamente semejantes. Si además de la semejanza cinemática, las fuerzas correspondientes tienen la misma relación entre ambos. La relación de fuerzas es que debe ser constante para que exista semejanza dinámica. 36. Semejanza geométrica en la teoría de modelos. El modelo y el prototipo deben ser idénticos en forma, diferenciándose solo en tamaño. Y se deben cumplir que: Donde Li son las longitudes, Ai son los áreas, Vi son los volúmenes y α es la escala del prototipo en relación al modelo. 37. Cite dos consideraciones a ser tomadas en el estudio del golpe de Ariete. Cierre de válvula instantáneo (aunque es físicamente imposible, dicho concepto es útil como introducción al estudio de casos reales). Tubería no rígida y el líquido es comprensible. 38. Define golpe de Ariete. Es cuando la velocidad de un fluido en una tubería disminuye bruscamente debido al movimiento de una válvula, el fenómeno que se produce se denomina golpe de Ariete. 39. 40. Definir flujo permanente y flujo uniforme. Flujo permanente: tiene lugar cuando en un punto cualquiera, la velocidad de las sucesivas partículas que ocupan ese punto en los sucesivos instantes es la misma (por lo tanto la velocidad es cte. respecto del tiempo pero puede variar respecto de las coordenadas espaciales) Flujo uniforme: cuando el modulo, la dirección y el sentido de la velocidad no varían de un punto a otro del fluido, el flujo no es uniforme cuando la velocidad, la profundidad y la presión varían de un punto a otro. Explique el fenómeno de supercavitación. Este fenómeno consiste en que al moverse el objeto a gran velocidad, el fluido que se desplaza a su alrededor adquiere una velocidad muy grande haciendo que su presión disminuya drásticamente. Si se llega al punto de evaporación del líquido, éste se convierte en gas y por tanto el objeto se desplaza por un medio gaseoso disminuyendo así su fricción. 41. Porque la superficie de la pelota de golf tiene hoyuelos. La superficie irregular de la pelota hace que la capa limite se convierte en turbulenta y el punto de separación se mueve hacia atrás reduciendo así el tamaño y el efecto de la estela turbulenta. Esto hace que la resistencia de presión baje, por lo que la pelota dura mucho más tiempo en el aire. 42. Relación entre que fuerza es el: Numero de Reynolds: Numero de Froud: Numero de Euler: Numero de Weber: Numero de Mach: Los subíndices: I= inercia; G= gravedad; P= presión; TS= tensión superficial; E= elástica; V= viscosidad. 43. Arrastre: es la fuerza sobre un cuerpo ocasionada por el fluido que opone resistencia en la dirección del movimiento del cuerpo. 44. Sustentación: es una fuerza ocasionada por el fluido en dirección perpendicular a la dirección del movimiento del cuerpo.
