Universidad Nacional de Ingeniería UNI

Universidad Nacional de Ingeniería
UNI- Norte
Sede Regional en Estelí
Asignatura: Mecánica de Fluidos
Clase Práctica Nº 2
Objetivos
1. Apropiación de los conceptos, características, propiedades de los flujos, flujo
laminar, flujo turbulento y perdida de carga mediante la realización de ejercicios
en equipo de trabajo.
2. Demostrar respeto a la diferencia de opiniones e intercambiar ideas y
conocimientos mediante el trabajo en equipos.
Actividades
1. Reunirse en grupo de tres personas y realizar los siguientes ejercicios.
I. Lea detenidamente, analice y seleccione la respuesta correcta. Justificar respuesta.
1. Un gas perfecto
a)
b)
c)
d)
Tiene una viscosidad nula.
Tiene una viscosidad constante.
Es incompresible.
No encuadra en ninguno de estos enunciados.
Justificación: La viscosidad no es constante ni nula porque aumenta a presiones elevadas,
y si es un fluido compresible debido a que la densidad de los gases no es constante.
2. Un fluido es una sustancia que
a)
b)
c)
d)
e)
Siempre se expande hasta llenar cualquier recipiente.
Es prácticamente incompresible.
No se puede someter a fuerzas cortantes.
No puede permanecer en reposo bajo la acción de cualquier esfuerzo cortante.
Tiene el mismo esfuerzo en un punto cualquiera que sea su movimiento.
Justificación: Se expande hasta llenar cualquier recipiente debido a que las moléculas de
un gas se esparcen con amplitud y la poca cohesión de las moléculas de los líquidos.
Cuando se aplica una fuerza cortante el fluido se mueve.
3. La viscosidad en un gas aumenta con
a)
b)
c)
d)
La presión.
La densidad.
La temperatura.
Ninguna de las anteriores.
Justificación: La viscosidad en los gases se incrementa con la temperatura mientras que en
los líquidos decrece.
4. La ley de viscosidad de Newton relaciona
a)
b)
c)
d)
e)
Presión, velocidad y viscosidad.
Esfuerzo cortante y rapidez de deformación angular en un fluido.
Esfuerzo cortante, temperatura, viscosidad y velocidad.
Presión, viscosidad y rapidez de deformación angular.
Esfuerzo cortante cedente, rapidez de deformación angular y viscosidad.
Justificación: La ley de viscosidad de Newton afirma que, dada una rapidez de
deformación angular en el fluido, el esfuerzo cortante es directamente proporcional a la
viscosidad.
II. Conteste las siguientes preguntas.
1. ¿Qué es la presión de vapor? ¿Cómo está relacionada con la presión de saturación?
Es el espacio donde las moléculas de vapor ejercen una presión parcial sobre éste. La
presión de vapor es una propiedad de la sustancia pura y resulta ser idéntica a la
presión de saturación.
2. ¿Cuál es la diferencia entre las formas macroscópicas y microscópicas de la energía?
La energía macroscópica puede ser debido a dos causas: la masa y la velocidad de un
determinado cuerpo que origina la denominada energía cinética. La energía interna o
microscópica radica en la estructura de la materia en las moléculas, los átomos y las
partículas que la conforman.
3. ¿Qué es viscosidad? ¿Cuál es la causa de su presencia en los líquidos y en los gases?
Viscosidad es aquella propiedad de un fluido por virtud de la cual ofrece resistencia al
corte. La causa de su presencia en los fluidos es para representar la resistencia interna
de un fluido al movimiento o la fluidez.
4. ¿Qué es un fluido Newtoniano? ¿Es el agua un fluido Newtoniano?
Son los fluidos para los cuales la razón de deformación es proporcional al esfuerzo
cortante, y fluyen con facilidad. Es Newtoniano si el fluido se comporta de acuerdo a la
ecuación:
donde:
: Esfuerzo cortante.
: Viscosidad dinámica.
: Gradiente de velocidad.
El agua si es un fluido newtoniano por su capacidad de fluir fácilmente.
5. ¿Por qué los líquidos usualmente se transportan en tuberías circulares?
Porque las tuberías con una sección transversal circular pueden resistir grandes
diferencias de presión entre el interior y el exterior sin distorsión considerable.
6. Considérese el flujo de aire y agua en tuberías del mismo diámetro, a la misma
temperatura y la misma velocidad media. ¿Cuál flujo es más probable que sea
turbulento?
La turbulencia depende de la viscosidad del fluido, y esta a su vez de la temperatura;
como se sabe que la viscosidad de un líquido decrece con la temperatura y la de los
gases aumenta, entonces si está a una temperatura ambiente es más probable que el
aire sea turbulento.
7. Explique por qué el factor es independiente del número de Reynolds a números de
Reynolds mayores.
Porque la mayoría de los fluidos tienen números de Reynolds grandes y los
coeficientes de pérdida (que incluyen el factor de fricción) tienden a ser
independientes del número de Reynolds a números de Reynolds grandes.
8. ¿Qué es la pérdida menor en el flujo de tubería? ¿Cómo se define el coeficiente de
pérdida menor?
Son las perdidas que ocurren debido a dobleces, codos, juntas, válvulas, etc. En
muchos casos se determina por experimentación. El coeficiente de perdida KL se define
como:
Bibliografía.
 Mecánica de Fluidos, Fundamentos y Aplicaciones. Yunus A. Cengel. Editorial
McGraw-Hill. 46-49 p. 322-323 p. 347-349 p.
 Mecánica de Fluidos. Víctor L. Streeter. Novena edición. 8-10 p. 17-18 p.
 http://www.foronuclear.org/fags.jsp