Estatica de Fluidos

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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

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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

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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?

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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

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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.

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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)

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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)

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

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Manómetros

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

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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)
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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)