Variable Símbolo Unidad

Masa, longitud, tiempo m, l, t Kg. Fuerza F N Velocidad lineal V m/s Aceleración lineal a m/s2 Aceleración gravedad g m/s2 Caudal o flujo Volumétrico Q m3/s Caudal unitario q m2/s Presión p Pa Densidad r Kg/m3 Viscosidad dinámica m Pa.s Viscosidad cinemática v m2/s Tensión superficial s N/m

Qué queremos saber de la Mecánica de Fluidos:

• Definir y aplicar los conceptos de densidad y presión de fluido para resolver problemas físicos.

• Entender los conceptos de presiones absoluta, manométrica y atmosférica.

• Entender la ley de Pascal y sus aplicaciones.

• Entender el principio de Arquímedes para resolver problemas físicos.

Densidad

2 kg, 4000 cm3

Madera

Plomo: 11,300 kg/m3

Madera: 500 kg/m3

45.2 kg 4000 cm3

Plomo

Mis

mo

volu

men

177 cm3

2 kg Plomo Misma masa

Vmρ

volumenmasaDensidad == ;

Ejemplo 1: La densidad del acero es 7800 kg/m3. ¿Cuál es el volumen de un bloque de acero de 4 kg?

4 kg 3

4 kg; 7800 kg/m

m mVV

ρρ

= = =

V = 5.13 x 10-4 m3

¿Cuál es la masa si el volumen es 0.046 m3?

3 3(7800 kg/m )(0.046 m );m Vρ= =

m = 359 kg

Gravedad específica La gravedad específica ρr de un material es la razón de su densidad a la densidad del agua (1000 kg/m3).

Acero (7800 kg/m3) ρr = 7.80

Latón (8700 kg/m3) ρr = 8.70

Madera (500 kg/m3) ρr = 0.500

Ejemplos:

31000 kg/mx

rρρ =

Presión La presión es la razón de una fuerza F al área A sobre la que se aplica:

A = 2 cm2

1.5 kg

P = 73,500 N/m2

AFP ;

ÁreaFuerzaPresión ==

La unidad de presión (pascal):

Una presión de un pascal (1 Pa) se define como una fuerza de un newton (1 N) aplicada a una área de un metro cuadrado (1 m2).

21 Pa = 1 N/mPascal:

En el ejemplo anterior la presión fue de 73,500 N/m2. Esto se debe expresar como:

P = 73,500 Pa

TIPOS DE PRESIÓN a) Presión atmosférica: Es la presión ejercida por el

aire en cualquier punto de la atmosfera. b) Presión Manométrica: Es aquella presión que se

mide a través de un manómetro en circuitos o sistemas cerrados. Es decir, no se considera la presión atmosférica; estas pueden ser positivas o negativas (vacío)

c) Presión absoluta: Es la diferencia que hay entre la presión atmosférica y manométrica.

Orden de magnitud de P (pascal):

Patm= 101325 Pa = 101,325 kPa

76 mm Hg

PRESIÓN ATMOSFÉRICA.

PRESIÓN ATMOSFÉRICA Y ALTURA

Presión (milibares)

0 200 400 600 800 1000

28

24

20

16

12

8

4

Altu

ra (k

ilóm

etro

s)

Pres

ión

norm

al a

l niv

el d

el m

ar

BARÓMETRO DE CUBETA

• La presión atmosférica es la fuerza por unidad de superficie ejercida por la masa de aire atmosférico sobre la tierra. El barómetro es su instrumento de medida.

Everest 8845 m

760 mm Presión

atmosférica

Presión del mercurio

Mercurio Vacío

• A nivel del mar, la columna de mercurio sube hasta 760 mm de promedio, equivalente a una presión de 1024 milibares (mb)

Orden de magnitud de P (pascal):

Patm= 101325 Pa = 101,325 kPa

𝑃 =𝐹𝐴

= 𝑚𝑚𝐴

=𝜌𝑉𝑚𝐴

𝜌.𝐴.ℎ.𝑔𝐴

= 𝜌. ℎ.𝑚 P = 𝜌. ℎ.𝑚

101325 Pa = 1000𝑘𝑚𝑚3 .

9,8𝑚𝑠2

.ℎ

ℎ = 10,34 𝑚

ℎ=

10,3

4 𝑚

La presión atmosférica es debida a las fuerzas de atracción entre las masa de la Tierra y la masa de aire (la misma fuerza que has estudiado anteriormente).

Presión atmosférica

Esta columna de aire tiene una masa de 10300 kg

𝑃 = 𝐹.𝐴 = 10300 𝑘𝑚 ∗ 9,8𝑚𝑠∗ 1 𝑚2 = 101 𝑘𝑃𝑘

Cómo lo sé? Pues porque

Presión Manométrica (Pg) • La presión manométrica indica la presión

en exceso a la presión atmosferica • Presión manométrica cero es igual a la

presión atmosférica • En los cálculos con las fórmulas se usan

presiones absolutas Pa = Pg + 1 atmósfera

• Aunque en realidad 1 atmósfera es igual a 1.013 bar, se asume que 1 atmósfera es igual a 1 bar

Presiones Bajas

Presiones típicas

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16

Pre

sión

abs

olut

a b

ar a

Pre

sión

man

omét

rica

bar

g

Vacío atmósfera

Rango extendido de presiones

Unidades de Presión • 1 Pascal = 1 N / m2 • 1 bar = 100,000 Pascal • 1 bar = 10 N / cm2

Si se usan libras por pulgada cuadrada (psi)

1 psi = 68.95 mbar 14.5 psi = 1bar

Unidades de Presión • 1 bar = 100000 N/m2 • 1 bar = 100 kPa • 1 bar = 14.50 psi (100 psi = 6.9 bar) • 1 bar = 10197 kgf/m2 • 1 mm Hg = 1.334 mbar aprox. • 1 mm H2O = 0.0979 mbar aprox.

• 1/10 bar (10,000 Pa) es aprox. lo más fuerte que una

persona promedio puede soplar