Laboratorio de fluidos

INTRODUCCIÓN

El siguiente trabajo pretende ilustrar el campo de la mecánica de fluidos, que no es más que la parte de la física que se encarga de estudiar el comportamiento de los fluidos en estática o en dinámica, involucrándose también en las relaciones que presentan los distintos fluidos con algunos sólidos. Como se mencionó con anterioridad, los dos grandes campos de la mecánica de fluidos son: La Estática de fluidos o hidrostática que se encarga de estudiar a los fluidos en reposo y la Dinámica de fluidos que estudia aquellos fluidos que están en movimiento.

Así como es importante la teoría en todas las ciencias, es igualmente importante la práctica; y es eso lo que se lleva a cabo en los distintos laboratorios de fluidos en nuestra facultad, siendo esta la primera de ellas en la que se describen las propiedades más básicas y fundamentales de los fluidos.

A través de una sencilla, pero importante labor realizada con manómetros diferenciales y manómetro de Bourdon u observando las pequeñas alturas que ocasiona la capilaridad dentro de un piezómetro que se ha podido determinar densidad, peso específico, gravedad específica, volumen específico y muchas cosas más de diversos fluidos.

OBJETIVOS

Objetivo General:

Obtener los conocimientos necesarios sobre las propiedades básicas de los fluidos manométricos y desarrollar gráficas de comparación de los diferentes fluidos que se observaron.

Objetivos Específicos:

•  Determinar el valor de la densidad, peso específico, densidad relativa y el volumen específico; del agua, aceite SAE 40, gasolina y mercurio.
•  Aplicar los conceptos de la hidrostática.

Marco Teórico

La mecánica de fluidos es como una de las ciencias básicas en la ingeniería, es una rama de la mecánica que se aplica al estudio del comportamiento de los fluidos, ya se que estos se encuentren en reposo o en movimiento. Para su debida compresión, su estudio debe iniciarse con el conocimiento de las propiedades físicas los fluidos

La mecánica de fluidos es la parte de la física que se ocupa de la acción de los fluidos en reposo o en movimiento, así como de las aplicaciones y mecanismos de ingeniería que utilizan fluidos. La mecánica de fluidos es fundamental en campos tan diversos con la aeronáutica, la ingeniería química, civil e industrial, la meteorología, las construcciones navales.

La mecánica de fluidos se puede subdividirse en dos campos principales: la estática de fluidos o hidrostática, que se ocupa de los fluidos en reposo y la dinámica de fluidos, que trata de los fluidos en movimiento

Entre las aplicaciones de la mecánica de fluidos están propulsión a chorro, las turbinas, los compresores y las bombas. La hidráulica estudia la utilización en ingeniería de la presión del agua o del aceite.

Los fluidos se pueden dividirse en líquidos y gases; lo que los diferencia es que los líquidos son prácticamente incompresibles y los gases si son compresibles, y además los líquidos ocupan un volumen definido y tienen superficies libres, mientas que una masa de gas se expansiona hasta ocupar todas las partes del recipiente que lo contenga.

Peso especifico

El peso especifico de una sustancia se define como la relación entre el peso y el volumen ocupada por esta, se denota como

[pic 1]

El peso especifico es la misma densidad multiplicada por la gravedd, por lo tanto este valor va a depender del valor de la gravedad (g), el cual cambia con la altitud. El peso se expresa en N/[pic 2]

Densidad

La densidad de un cuerpo es la relación que existe entre la masa del mismo divida pro su unidad de volumen. En el sistema internacional de unidades la densidad del agua es de 1000[pic 3]

La densidad absoluta es la magnitud que expresa la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. Su unidad en el sistema internacionales el kilogramo por metro cubico

[pic 4]

La densidad puede obtenerse de forma indirecta y de forma directa. Para la obtención indirecta de la densidad, se miden la masa y el volumen por separado y posteriormente se calcula la densidad. La masa se mide habitualmente con una balanza, mientras que el volumen puede medirse determinando la forma del objeto y midiendo las dimensiones apropiadas o mediante el desplazamiento

Densidad Relativa

La densidad relativa es una comparación de la densidad de una sustancia con la densidad de otra que se toma como referencia. Ambas densidades se expresan en las mismas unidades y en iguales condiciones de temperatura y presión. La densidad relativa es adimensional, ya que queda definida como el cociente de dos densidades

[pic 5]

Presión

Todas las presiones representan una medida de la energía potencial por unidad de volumen en un fluido. Para definir con mayor propiedad el concepto depresión en un fluido se distinguen habitualmente varias formas de medir la presión

• La presión media, o promedio de las presiones según diferentes direcciones en un fluido, cuando el fluido está en reposo esta presión media coincide con la presión hidrostática
• La presión hidrostática es la parte de la presión debida al peso de un fluido en reposo. En un fluido en reposo la única presión existente es la presión hidrostática
• La presión hidrodinámica es la presión termodinámica dependiente de la dirección considerada alrededor de un punto que dependerá además del peso del fluid, el estado de movimiento del mismo.

Presión hidrostática

Un fluido pesa y ejerce presión sobre las paredes sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en el. Esta presión, llamada presión hidrostática, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar la orientación que adopten las caras. Si el líquido fluye, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serían necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presión depende de la densidad del líquido y de la altura a la que se esté sumergido el cuerpo.