TRABAJO DE MECANICA DE FLUIDOS I

ALUMNO: LUIS OSMAR GUTIERREZ BUENO

COMPRENSIBILIDAD

8. Cierto Sistema hidráulico opera a 20 MPa. Calcule el cambio porcentual del volumen del aceite del sistema, si el aceite de la maquina es similar al que se presenta en la tabla 1.

SOLUCIÓN:

∆VV

= −20MPa1303MPa

=−0.0153=−1.53%

9. La medición de la rigidez de un sistema actuador lineal es la cantidad de fuerza requerida para ocasionar cierta deflexión lineal. Calcule la rigidez en lb/pulg de un actuador lleno de aceite de máquina, cuyo diámetro interior es de 0.5 pulg y tiene una longitud de 42 pulg.

SOLUCIÓN: Rigidez = Fuerza / Cambio en la longitud= F/∆L

Módulo de Volumen=E= −P∆V /V

=−pV∆V

Pero: p= FA;V=AL;∆V=−A (∆ L )

E=−FA×

AL−A (∆ L)

= FLA(∆ L)

F(∆l)

=EAL

=189000 lbπ (0.5 pul)2

pul2 (42 pul )4=884 lb / pul

TENSION

9. Calcular la altura a la que ascenderá en un tubo capilar, 3 mm de diámetro, agua a 21°C.SOLUCIÓN: De la Tabla I (C), = 0,00740 kg/m. Suponiendo un ángulo α= 90°, supuesto el tubo limpio.

h= 4wd

= 4×0.00740kg /m1000kg /m3×3×10−3m

=0.0099m=9.90mm

10. ¿Cuál es el valor de la presión interior en una gota de lluvia de 1.5 mm de diámetro si la temperatura es de 21°C?SOLUCIÓN:

¿ 14pdP=19.6664 kg /m2

Interpolando para T=21°C

T 20 0.00738021 0.00737425 0.007350

VISCOSIDAD

5. ¿Cómo varia la viscosidad cinemática de a) Los Líquidos y b) Los gases con la temperatura?

En los líquidos, la viscosidad es sensible a la temperatura y disminuye al aumentar ésta. Eso se debe a que predomina la disminución de la causa 1) sobre el aumento de la 2). Así, por ejemplo, la viscosidad del agua a 0º C es 1,75 cP y a 100º C es de 0,28 cP.

En cuanto al efecto de la presión, la viscosidad de los líquidos aumenta muy ligeramente con ella, siendo el agua una excepción, pues en ella la viscosidad primero disminuye y luego aumenta con la presión.

En los gases, la viscosidad aumenta con la temperatura, aproximadamente de

acuerdo con una expresión del tipo:μμ0

=( T273

)n

donde: µ es la viscosidad a la

temperatura T, µ0 es la viscosidad a 273 K, y n es una constante para cada gas.

Eso es debido a que la disminución de la causa 1) es pequeña, porque en los gases las fuerzas de cohesión ya son pequeñas, y en cambio es importante el aumento de la causa 2). Las moléculas gaseosas al calentarse se desplazan más rápidamente, pero hay más choques y más efectos de frenado de unas capas sobre otras. La viscosidad de los gases se ha estudiado intensamente en la teoría cinética de los gases, disponiéndose de tablas exactas para su cálculo. La constante n varía entre 0,65 y 1, según los casos.

En cuanto a la influencia de la presión, es poco importante, aumentando la viscosidad con ella, especialmente en las proximidades del punto crítico.

En General para los líquidos, la viscosidad aumenta con la temperatura debido a que las moléculas comienzan a separarse poco a poco (expansión térmica), al hacer esto, pueden circular más libremente y se reduce la "fricción" entre ellas, esta fricción es precisamente la viscosidad en los fluidos.

Por otra parte, para gases confinados (encerrados en tuberías o recipientes), las moléculas, al intentar separarse más y no poder por las paredes que las rodean, las moléculas comienzan a chocar entre ellas y las paredes, así que en este caso la viscosidad aumenta al aumentar la temperatura.