Informe de Mecánica de Fluidos, Hecuba Perez ( G-41)

       República Bolivariana de Venezuela

                 Ministerio del Poder Popular para la Defensa

Universidad Nacional Experimental Politécnica de la

Fuerza Armada Nacional

UNEFA

Núcleo-Barinas

          Ingeniero:                                                                                                        Bachiller:

     *Luis Gutiérrez                                                                                               * Hécuba Pérez

                                                                                                                       Ing. En Gas (G-41)

Barinas, Julio del 2014

Tabla del Sistema Internacional de Unidades (SIU)

10n	Prefijo	Símbolo	Equivalencia Decimal
1024	yotta	Y	1 000 000 000 000 000 000 000 000
1021	zetta	Z	1 000 000 000 000 000 000 000
1018	exa	E	1 000 000 000 000 000 000
1015	peta	P	1 000 000 000 000 000
1012	tera	T	1 000 000 000 000
109	giga	G	1 000 000 000
106	mega	M	1 000 000
103	kilo	k	1 000
102	hecto	h	100
101	deca	da	10
100	-	-	1
10-1	deci	d	0,1
10-2	centi	c	0,01
10-3	mili	m	0,001
10-6	micro	µ	0,000 001
10-9	nano	n	0,000 000 001
10-12	pico	p	0,000 000 000 001
10-15	femto	f	0,000 000 000 000 001
10-18	atto	a	0,000 000 000 000 000 001
10-21	zepto	z	0,000 000 000 000 000 000 001
10-24	yocto	y	0,000 000 000 000 000 000 000 001

Las Magnitudes (SIU)

Magnitud	Unidad
Longitud	Metro (m)
Masa	Kilogramo (kg)
Tiempo	Segundo (s)
Área	m2
Volumen	m3
Velocidad	m / s
Aceleración	m / s2
Fuerza	Newton (N)
Trabajo y Energía	Joul (J)
Presión	Pascal (Pa)
Intensidad de Corriente Eléctrica	Amperio (A)
Temperatura Termodinámica	Kelvin (K)
Cantidad de sustancia	Mol (mol)
Intensidad Luminosa	Candela (cd)

Unidades (SI) derivadas

     Las unidades derivadas se forman a partir de productos de potencias de unidades básicas.

1.       Las unidades derivadas coherentes son productos de potencias de unidades básicas en las que no interviene ningún factor numérico más que el 1. Las unidades básicas y las unidades derivadas coherentes del (SI) forman un conjunto coherente, denominado conjunto de unidades (SI) coherentes.

2.      El número de magnitudes utilizadas en el campo científico no tiene límite; por tanto no es posible establecer una lista completa de magnitudes y unidades derivadas.

     Ejemplos de unidades (SI) Derivadas coherentes expresadas a partir de las unidades básicas:

Magnitud	Nombre	Símbolo
Área, superficie	Metro cuadrado	m2
Volumen	Metro cúbico	m3
Velocidad	Metro por segundo	m/s
Aceleración	Metro por segundo cuadrado	m/s2
Número de ondas	Metro a la potencia menos uno	m-1
Densidad, masa en volumen	Kilogramo por metro cúbico	kg/m3
Densidad superficial	Kilogramo por metro cuadrado	kg/m2
Volumen específico	Metro cúbico por kilogramo	m3/kg
Densidad de corriente	Amperio por metro cuadrado	A/m2
Concentración de cantidad de sustancia, concentración	Mol por metro cúbico.	mol/m3
Concentración másica	Kilogramo por metro cúbico	kg/m3
Luminancia	Candela por metro cuadrado.	cd/m2
Índice de refracción	Uno	1
Permeabilidad relativa	Uno	1

3.      Por conveniencia, ciertas unidades derivadas coherentes han recibido nombres y símbolos especiales. Estos nombres y símbolos especiales pueden utilizarse con los nombres y los símbolos de las unidades básicas o derivadas para expresar las unidades de otras magnitudes derivadas.

      Unidades SI derivadas coherentes con nombres y símbolos especiales.

Magnitud	Nombre	Símbolo	Expresión en otras unidades SI	Expresión en unidades SI básicas
Ángulo plano	Radián	rad	1	m/m= 1
Ángulo sólido	Estereorradián	sr	1	m2/m2= 1
Frecuencia	Hercio	Hz		s-1
Fuerza	Newton	N		m·kg·s-2
Presión, tensión	Pascal	Pa	N·/m2	m-1·kg·s-2
Energía, trabajo, cantidad de calor	Julio	J	N·m	m2·kg·s-2
Potencia, flujo energético	Vatio	W	J·/s	m2·kg·s-3
Carga eléctrica, cantidad de electricidad	Culombio	C	-	s·A
Diferencia de potencial eléctrico, fuerza electromotriz	Voltio	V	W/A	m2·kg·s-3·A-1
Resistencia eléctrica	Ohmio	W	V/A	m2·kg·s-3·A-2
Conductancia eléctrica	Siemens	S	A/V	m2·kg·s-3·A-2
Capacidad eléctrica	Faradio	F	C/V	m-2·kg-1·s4·A2
Flujo magnético	Weber	Wb	V·s	m2·kg·s-2·A-1
Densidad de flujo magnético	Tesla	T	Wb/m2	kg·s-2·A-1
Inductancia	Henrio	H	Wb/A	m2·kg s-2·A-2
Temperatura Celsius	Grado Celsius	ºC	-	K
Flujo luminoso	Lumen	lm	cd·sr	cd
Iluminancia	Lux	lx	lm/m2	m-2cd
Actividad de un radionucleido	Becquerel	Bq	-	s-1
Dosis absorbida, energía másica (comunicada), kerma	Gray	Gy	J/kg	m2·s-2
Dosis equivalente, dosis equivalente ambiental, dosis equivalente direccional, dosis equivalente individual	Sievert	Sy	J/kg	m2·s-2
Actividad catalítica	Katal	kat	-	s-1·mol

       Ejemplos de unidades SI derivadas coherentes cuyos nombres y símbolos contienen unidades SI derivadas coherentes con nombres y símbolos especiales:

Magnitud	Nombre	Símbolo	Expresión en unidades SI básicas
Viscosidad dinámica	Pascal segundo	Pa·s	m-1·kg·s-1
Momento de una fuerza	Newton metro	N·m	m2·kg·s-2
Tensión superficial.	Newton por metro.	N/m	kg·s-2
Velocidad angular.	Radián por segundo	rad/s	s-1
Aceleración angular	Radián por segundo cuadrado.	rad/s2	s-2
Densidad superficial de flujo térmico, irradiación	Vatio por metro cuadrado	W/m2	kg·s-3
Capacidad térmica, entropía	Julio por kelvin	J/K	m2·kg·s-2·K-1
Capacidad térmica másica, entropía másica	Julio por kilogramo y kelvin	J/(kg·K)	m2·s-2·K-1
Energía másica	Julio por kilogramo	J/kg	m2·s-2
Conductividad térmica	Vatio por metro y kelvin	W/(m·K)	m·kg·s-3·K-1
Densidad de energía	Julio por metro cúbico	J/m3	m-1·kg·s-2·
Campo eléctrico	Voltio por metro	V/m	m·kg·s-3·A-1
Densidad de carga eléctrica	Culombio por metro cúbico	C/m3	m-3·s·A
Densidad superficial de carga eléctrica	Culombio por metro cuadrado	C/m2	m-2·s·A
Densidad de flujo eléctrico, desplazamiento eléctrico.	Culombio por metro cuadrado	C/m2	m-2·s·A
Permitividad.	Faradio por metro	F/m	m-3·kg-1·s4·A2
Permeabilidad.	Henrio por metro	H/m	m·kg·s-2·A-2
Energía molar.	Julio por mol	J/mol	m2·kg·s-2·mol-1
Entropía molar, capacidad calorífica molar	Julio por mol y kelvin	J/(mol·K)	m2·kg·s-2·K-1·mol-1
Exposición (rayos x y γ)	Culombio por kilogramo	C/kg	kg·-1s·A
Tasa de dosis absorbida	Gray por segundo	Gy/s	m2·s-3
Intensidad radiante	Vatio por estereorradián	W/sr	m2·kg·s-3
Radiancia.	Vatio por metro cuadrado y estereorradián	W/(m2·sr)	kg·s-3
Concentración de actividad catalítica	Katal por metro cúbico.	kat/m3	m-3·s-1·mol

4.      Los valores de varias magnitudes diferentes pueden expresarse mediante el mismo nombre y símbolo de unidad SI. Esta regla es aplicable no sólo a los textos científicos y técnicos sino también, por ejemplo, a los instrumentos de medida (es decir, deben indicar tanto la unidad como la magnitud medida).

5.      Una unidad derivada puede expresarse de varias formas diferentes utilizando unidades básicas y unidades derivadas con nombres especiales: el julio, por ejemplo, puede escribirse newton metro o bien kilogramo metro cuadrado por segundo cuadrado. Esta libertad algebraica queda en todo caso limitada por consideraciones físicas de sentido común y, según las circunstancias, ciertas formas pueden resultar más útiles que otras.

6.      Ciertas magnitudes se definen por cociente de dos magnitudes de la misma naturaleza; son por tanto adimensionales, o bien su dimensión puede expresarse mediante el número uno. La unidad SI coherente de todas las magnitudes adimensionales o magnitudes de dimensión uno, es el número uno, dado que esta unidad es el cociente de dos unidades (SI) idénticas. El valor de estas magnitudes se expresa por números y la unidad «uno» no se menciona explícitamente.

     Unidades no pertenecientes al SI cuyo uso es aceptado por el Sistema y están autorizadas:

Magnitud	Nombre	Símbolo	Relación
Ángulo plano	Grado	º	(π/180) rad
	Minuto	'	(π/10800) rad
	Segundo	"	(π/648000) rad
Tiempo	minuto	min	60 s
	hora	h	3600 s
	día	d	86400 s
Volumen	litro	l o L	1 dm3=10-3 m3
Masa	Tonelada	t	103 kg
Área	Hectárea	ha	104 m2

Viscosidad Dinámica

     La viscosidad dinámica es conocida también como absoluta. Viscosidad es la resistencia interna al flujo de un fluido, originado por el roce de las moléculas que se deslizan unas sobre otras.  La viscosidad dinámica se toma del tiempo que tarda en fluir un líquido a través de un tubo capilar a una determinada temperatura y se mide en "poises" (gr/cm*seg). Es decir, es inherente a cada líquido en particular pues depende de su masa. 

La viscosidad cinemática

     Desecha las fuerzas que generan el movimiento. Es decir, basta con dividir la viscosidad dinámica por la densidad del fluido y se obtiene una unidad simple de movimiento: cm2/seg (stoke), sin importar sus caracterísitcas propias de densidad.

Diferencia entre Fluido Newtoniano y no Newtoniano

     Los fluidos Newtonianos (que son la mayoría ) a una temperatura fija (en los líquidos por ejemplo a mayor temperatura la viscosidad es menor), su viscosidad no cambia y esta se mantiene constante, a diferencia de los fluidos no Newtonianos en los cuales influyen otros factores a parte de la temperatura por lo tanto su viscosidad es variable. Una clasificación de ellos la puedes conseguir en la página de Wikipedia que te facilitaron en una respuesta arriba. 
     Ejemplo de estos fluidos en la vida diaria son la pasta de diente y la salsa de tomate ketchup a los cuales se le debe aplicar una fuerza inicial para que comiencen a fluir. 

Variación De La Viscosidad:

     *Líquidos: La viscosidad en los líquidos disminuye con el aumento de su temperatura ya que tendrán mayor tendencia al flujo y, en consecuencia, tienen índices o coeficientes de viscosidad bajos o que tienden a disminuir. Además de que también disminuye su densidad. Por lo tanto el movimiento de sus moléculas tiende a ir al centro donde hay un mayor movimiento de moléculas.

      *Gases: Los gases a diferencia de los líquidos aumentan su viscosidad con la temperatura. Esto se debe principalmente a que se aumenta la agitación o movimiento de las moléculas y además los toques o roces con actividad y fuerza a las demás moléculas contenidas en dicho gas. Por lo tanto es mayor la unidad de contactos en una unidad de tiempo determinado. Empíricamente se sabe que la viscosidad es proporcional a la raíz cuadrada de su temperatura absoluta.

Describir Métodos De Medición De Viscosidad

1.      Viscosímetro de tambor o rotatorio

     El recipiente exterior se mantiene estático mientras que el motor acoplado al medidor  hace girar el tambor rotatorio. El espacio Δy entre el tambor rotatorio y el recipiente es pequeño. La parte del fluido que está en contacto con éste es estacionaria, mientras que el fluido en contacto con la superficie del tambor inferior se mueve a una velocidad similar a dicha superficie. Por tanto, en el fluido se establece un gradiente de velocidad conocido Δv/Δy. La viscosidad el fluido ocasiona en él un esfuerzo cortante T   que ejerce un torque de arrastre sobre el tambor rotatorio. El medidor detecta el arrastre e indica la viscosidad directamente en la pantalla analógica.

      Este probador se usa para fluidos muy variados: pintura, tinta, comida, derivados del petróleo, cosméticos y adhesivos. Opera  con baterías y se monta en un mueble o se lleva solo, para instalarlo en la planta. Permite la medición de un rango amplio de viscosidades, desde 2,0 a 4,0x 105 mPa.s o 400 Pa.s.

     La velocidad del rotor se relaciona con la viscosidad del aceite de prueba que llena el espacio entre el estator y el rotor, debido al arrastre viscoso que produce el aceite.

2.      Viscosímetro de tubo capilar

     Conforme el fluido pasa por el tubo  a velocidad constante, el sistema pierde alguna energía, lo que ocasiona una caída de presión que se mide por medio de manómetros.

3.      Viscosímetro  de bola que cae

      En éste viscosímetro usa el principio en el cual un cuerpo cae en un fluido solamente bajo la influencia de la gravedad, acelera hasta que la fuerza hacia abajo (su peso) quede equilibrada con la fuerza de rotación y la de arrastre viscoso que actúan hacia arriba, todo esto para ocasionar que una bola esférica tenga una caída libre a través del fluido, y se mida el tiempo que requiere para recorrer una distancia conocida, calculan así la velocidad.

     Algunos viscosímetros de bola que cae emplean un tubo que tiene una inclinación ligera respecto a la vertical, por lo que el movimiento es una combinación de rodar y deslizarse.

Presión

     La presión es la magnitud que relaciona la fuerza con la superficie sobre la que actúa, es decir, equivale a la fuerza que actúa sobre la unidad de superficie. Cuando sobre una superficie plana de área A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme y perpendicularmente a la superficie, la presión P viene dada por:

P=F/A

     En un caso general donde la fuerza puede tener cualquier dirección y no estar distribuida uniformemente en cada punto la presión se define como:

     Donde es un vector unitario y normal a la superficie en el punto donde se pretende medir la presión.

P= dF.N/dA

Propiedades de la presión en un medio fluido

     La fuerza asociada a la presión en un fluido ordinario en reposo se dirige siempre hacia el exterior del fluido, por lo que debido al principio de acción y reacción, resulta en una compresión para el fluido, jamás una tracción.

     La superficie libre de un líquido en reposo (y situado en un campo gravitatorio constante) es siempre horizontal. Eso es cierto solo en la superficie de la Tierra y a simple vista, debido a la acción de la gravedad constante. Si no hay acciones gravitatorias, la superficie de un fluido es esférica y, por tanto, no horizontal.

     En los fluidos en reposo, un punto cualquiera de una masa líquida está sometido a una presión que es función únicamente de la profundidad a la que se encuentra el punto. Otro punto a la misma profundidad, tendrá la misma presión. A la superficie imaginaria que pasa por ambos puntos se llama superficie equipotencial de presión o superficie isobárica.

Unidades De La Presión

      *Densidad: La densidad es una propiedad de las sustancias que depende de su masa y volumen, la relación que hay entre la masa y el volumen. La densidad del agua es de 1g/cc, esto quiere decir que 1 gramo de agua ocupa el volumen de 1 cc o que 1 cc de agua tiene la masa de 1 gr. De este modo se puede escribir centímetro cúbico de dos maneras: cc ó cm3.

     Las sustancias que son más densas tienen más masa en un volumen determinado, también son más pesadas y más compactas o espesas. Una sustancia siempre tiene la misma densidad, aunque ésta se calcule con  distintas cantidades de dicha sustancia.

     La densidad es la cantidad de masa que hay en un determinado volumen. Se calcula  aplicando la siguiente fórmula matemática:

      Densidad  (d) =     masa / Volumen

      Cuando los cuerpos son muy grandes, la densidad se expresa en Kg/m3, para las cosas pequeñas se utiliza  g/cm 3.

     *Comprensión: Es la acción y efecto de comprimir. Este verbo refiere a estrechar, apretar, oprimir o reducir a menor volumen.

     La compresión puede ser un proceso físico o mecánico que consiste en someter a un cuerpo a la acción de dos fuerzas opuestas para que disminuya su volumen. Se conoce como esfuerzo de compresión al resultado de estas tensiones.

     *Gravedad Específica: La gravedad específica está definida como el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua destilada a 4 grados centígrados. Se representa la Gravedad Especifica por Gs, y también se puede calcular utilizando cualquier relación de peso de la sustancia a peso del agua siempre y cuando se consideren volúmenes iguales de material y agua.

Gs = Ws/v / Ww/v

      *Peso Específico: Relación entre la densidad de una sustancia y la de otra, tomada como patrón, generalmente para sólidos y líquidos se emplea el agua destilada y para gases, el aire o el hidrógeno. También llamado gravedad específica.

El peso específico de una sustancia se define como su peso por unidad de volumen.

            Se calcula dividiendo el peso de un cuerpo o porción de materia entre el volumen que éste ocupa. En el Sistema Técnico, se mide en kilopondios por metro cúbico (kp/m³). En el Sistema Internacional de Unidades, en newton por metro cúbico (N/m³).

     *Sistema Internacional:

            La unidad de peso específico es el N/m3; es decir, el newton (Unidad de fuerza y, por tanto, de peso) entre el m3 (Unidad de volumen).

      *Sistema Técnico:

Se emplean el kp/m3 y el kp/dm3.

     *Sistema Cegesimal:

Se utilizaría la dina/cm3, que corresponde a la unidad del sistema internacional