MECÁNICA DE FLUIDOS

Docente: MSc. Ing. Alba Díaz Corrales

Fecha: 15 de agosto 2011

 Mecánica de Fluidos

Tipo de asignatura: Básica Específica

Total de horas semanales: 5

Total de horas semestrales: 84

Asignatura pre-requisito: Física I

 Precedencia: Balance de Materia y Energía

Termodinámica

 Mecánica de Fluidos

Presentación y expectativas de la asignatura

Recordar Reglamento y Normas a cumplir

Inasistencia 16 horas (20 % )

Asistencia horas 68 (80 % )

Actividad:EL GRITO EN LA SELVA

Todos los jugadores reciben del guía una papeleta en secreto.

Los animales de un zoológico se salen de sus respectivas jaulas, se confunden y después tratan de encontrar su respectiva familia, originando una bulla tremenda.

Abran sus papeletas y empiecen a emitir el grito característico del animal que les ha tocado, para ubicar así a los demás miembros de su familia. No bien se ubican, se sientan juntos. Es importante recordar que los animales no hablan ni saben leer.

Posteriormente presenta a su familia. Diciendo sus expectativas de la asignatura.

Actividad:EL GRITO EN LA SELVA

Importancia de la asignatura

¿Qué es el ingeniero Agroindustrial?

De acuerdo al perfil profesional de la carrera, el ingeniero agroindustrial egresado de la UNI debe estar en capacidad de planear, organizar, ejecutar y controlar los procesos agroindustriales de una forma integral en todas las etapas del proceso productivo.

Mecánica de Fluidos

En la Agroindustria se mueven anualmente millones de metros cúbicos de líquidos de todas las clases y categorías, transportados por tuberías, con el fin de realizar múltiples procesos y abastecimientos a la industria dedicada a la transformación de los materiales primarios agropecuarios.

Mecánica de Fluidos

UNIDAD I: Fundamentos de mecánica de Fluidos en la Agroindustria

UNIDAD II: Dinámica de carga en tuberías

UNIDAD III: Instrumentación en equipos de procesos de la Agroindustrias

UNIDAD IV: Movimiento de fluidos incompresibles

Unidad V. Equipos impulsores de fluidos compresibles

PRIMERA UNIDAD CONTENIDO

Fundamentos de mecánica de Fluidos en la Agroindustria.

Introducción e historia de la mecánica de fluidos.

Definición de fluido y esfuerzo cortante. Clasificación de los fluidos

Definición de fluido y esfuerzo cortante.

Viscosidad y clasificación de los fluidos.

Presión, densidad, peso específico y gravedad específica.

Almacenamiento de líquidos.

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SEGUNDA UNIDAD CONTENIDO

Dinámica de carga en tuberías

Diagrama de Moody.

Pérdidas debido a accesorios en la tubería.

Pérdidas en conductores de sección transversal no circular.

Problemas con combinaciones de tuberías.

Pérdidas de carga en equipos industriales.

TERCERA UNIDAD CONTENIDO

Instrumentación en equipos de procesos de la Agroindustrias.

• Introducción.• Medidores de presión.• Medidores de carga variable ( tubo de Pitot,

diafragma, Venturímetro)• Medidor de área variable.• Otros métodos para medir el flujo.• Columnas barométricas

CUARTA UNIDAD

Movimiento de fluidos incompresibles• Clasificación de las bombas.• Características generales de las bombas.• Carga de una bomba.• Capacidad de una bomba.• Bombas centrífugas.

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I UNIDAD

Aplicación de la mecánica de fluidos en la agroindustria

Definición de fluido y esfuerzo cortante. Densidad y clasificación de los fluidos Clasificación de los fluidos Áreas de aplicación de la mecánica de fluidos Propiedades de los fluidos: viscosidad, presión,

densidad, peso específico y gravedad específica.

Mecánica de Fluidos

La Mecánica de los Fluidos es la ciencia que estudia el comportamiento de los fluidos en reposo o en movimiento y la interacción de estos con sólidos o con otros fluidos en las fronteras.

Ramas de la mecánica de fluidosRamas de la mecánica de fluidos

La estática de fluidos, que trata los fluidos en el estado de equilibrio sin esfuerzo cortante.

La dinámica de fluidos, que trata los fluidos cuando partes de los mismos se mueven con relación a otras.

FLUIDO

Un fluido se define como una sustancia que se deforma de manera continua cuando actúa sobre ella un esfuerzo cortante de cualquier magnitud.

Una sustancia en la fase liquida o en la gaseosa se conoce como fluido.

El agua, aceite y aire fluyen cuando sobre ellos actúa un esfuerzo cortante.

El conocimiento de los fluidos es esencial, no solamente para tratar con exactitud los problemas de movimiento de fluidos a través de tuberías, bombas y otros tipos de aparatos, sino también para el estudio del flujo de calor y de muchas operaciones de separación que dependen de la difusión y la transferencia de materia.

Caracterización de FluidosCaracterización de Fluidos

Un fluido puede ser caracterizado de diferentes maneras:• Espaciamiento molecular• Actividad molecular

En un fluido el espaciamiento entre moléculas es mayor que en un sólido, como también es mayor el rango de movimiento de las moléculas de un gas.

Diferencia entre un sólido y un líquido

Un fluido ideal es una sustancia que cuando está en equilibrio estático, NO SOPORTA fuerzas tangenciales o de corte.

Un fluido sometido a esfuerzos de corte fluye inmediatamente, no importa cuan pequeño sea éste (fluido ideal).

Cualquier sustancia que tiene la capacidad de fluir es un fluido: Liquido, Gas, Plasma

Propiedades de los fluidos

Densidad Módulo de elasticidad Volumen específico y densidad

relativa Viscosidad Tensión Superficial: Capilaridad

Densidad

La densidad es una de las propiedades más habituales y útiles en el estudio de los fluidos: relaciona la masa de una porción de fluido y el volumen que esta porción ocupa

Se expresa como: m / v

Sus unidades son:

g / cm3 = g / mL

kg / L = 1000 kg / m3

lb / pie3

Aire 1,29 Aluminio 2 700

Helio 0,18 Cobre 8 920

Hidrógeno 0,09 Hierro 7 860

Agua dulce 1 000 Plomo 11 300

Hielo 917 Oro 19 300

Agua salada 1 030 Mercurio 13 600

Alcohol 806 Madera 373

Densidades de algunas substancias (kg/mDensidades de algunas substancias (kg/m33))

Viscosidad

Los gases y los líquidos tienen una propiedad conocida como la viscosidad.

Se puede definir como la resistencia a fluir ofrecida por un liquido, resultante de los efectos combinados de la cohesión y la adherencia.

La viscosidad se produce por el efecto de corte o deslizamiento resultante del movimiento de una capa de fluido con respecto a otro y es completamente distinta de la atracción molecular.

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN Forme su equipo de trabajo (4 estudiantes) Para el próximo día investigar, conceptos y ejemplos. Realizar un ensayo sobre la historia de la M.F e importancia

de la mecánica de fluidos en la carrera. (Entregar impreso). En su cuaderno lo siguiente:

Áreas de aplicación de la mecánica de fluidos

Propiedades de los fluidos: viscosidad, presión, densidad,

peso específico y gravedad específica.

Fluidos Newtonianos y no Newtonianos, Variación de la

viscosidad con la temperatura, índice de viscosidad y medición de la viscosidad.

Actividad: CLASES DE GRUPOS

Objetivo: Se aprecie el sentido de colaboración y trabajo en equipo

En todo grupo humano se dan diversos tipos de actitudes que conviene estudiar para prevenir los daños que un mal grupo puede hacer en el conjunto'. (5') Sociodrama:

Grupo en cuatro subgrupos y por suerte se les entrega una hoja con las características de cuatro grupos diferentes.

a) Grupo Cerrado: Características de 'rosca'; no dejan participar a otros.

Son individualistas, exclusivistas, egoístas. No admiten ninguna iniciativa que no venga de ellos. Son autosuficientes.

Actividad: CLASES DE GRUPOS

b. Grupo Cianuro: Todo lo miran con actitud de crítica destructiva.

Nada les parece bueno. Tiene envidia a lo de los demás. No colaboran en nada porque todo les parece sin importancia.

Lo difícil lo toman a juego. Tratan de disminuir lo bueno que ven en los otros.

Actividad: CLASES DE GRUPOS

c. Grupo Montón: Unidos sin ningún interés porque cada uno busca lo suyo.

Se sienten marginados; no se ayudan entre sí.

Nunca se ponen de acuerdo en nada. Aislados e indiferentes.

No se entusiasman por nada y no dan soluciones a nada.

Todo les parece complicado y difícil

Actividad: CLASES DE GRUPOS

d. Grupo Integrado: Colaboración y amistad sincera.

Aceptan las iniciativas de otros.

No les interesa la competencia, sino ayudar.

Buscan el bien del grupo en general.

Están abiertos a los demás que quieran participar.

Dinámicas de liderazgo

Actividad: CLASES DE GRUPOS