MECANICA DE FLUIDOS I
APLICACIONES DE LA HIDRÁULICA Y LA MECÁNICA DE FLUIDOS A LA INGENIERÍA CIVIL En muchas áreas de ingeniería es extremadamente útil tener un conocimiento apropiado de la mecánica de fluidos. En biomédicas el flujo de sangre y fluidos cerebral son de particular interés; en meteorología e ingeniería oceánica, para entender el movimiento del aire y las corrientes oceánicas, se reuiere del conocimiento de la mecánica de fluidos; los ingenieros uímicos deben comprender la mecánica de fluidos para dise!ar los diferentes euipos euipos para dise!ar los diferentes euipos de procesamiento uímico; los ingenieros aeronáuticos utili"an su conocimiento de fluidos para incrementar al máximo la fuer"a de elevaci#n y reducir al mínimo el retardo de aeronaves y para dise!ar motores de reacci#n; los ingenieros ingenieros mecánicos dise!an bombas, turbinas, motores de combusti#n interna, interna, compresores de aire, euipo de aire acondicionado, para el control de la contaminaci#n y plantas eléctricas con base en el conocimiento apropiado de la mecánica de fluidos; y los ingenieros civiles también utili"an los resultados obtenidos en el estudio de mecánica de fluidos para comprender el transporte de sedimentos y la erosi#n de los ríos, la contaminaci#n del aire y agua, y así dise!ar sistemas de tuberías, tuberías, plantas de tratamiento de aguas negras, canales de irrigaci#n, sistemas de control de inundaciones, presas y estadios deportivos cubiertos.
$on muy variadas por la amplitud en los usos ya ue ue se debe debe prin princi cipa palm lmen ente te al dise dise!o !o y fabr fabric icac aci# i#n n de eleme elemento ntos s de mayor mayor precis precisi#n i#n y con mater material iales es de mejor mejor calidad por lo ue en la ingeniería civil se apoya utili"ando cier cierto tos s inst instru rume ment ntos os o herr herram amie ient ntas as de la hidr hidráu áuli lica ca y mecá mecáni nica ca de flui fluido dos s para para su mejo mejorr logr logro o en cuan cuanto to a la aplicaci#n reuerida. •
%iertas aplicaciones aplicaciones suelen darse en m#viles como industriales; pero centrados centrados en la ingeniería civil solo una parte de ellos nos ayudan con el proceso como son& tractores, grúas, retroexcavadoras, retroexcavadoras, cargadores frontales, frontales, vehículos para la construcci#n y mantenci#n de carreteras, mauinaria para la minería, represas, puentes levadi"os, en las edificaciones los ascensores.
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Unas de las aplicaciones en can!o a la "id#$lica % &ec$nica de 'lidos( '. (eumática )ise!o y construcci#n de controles neumáticos, transmisi#n compresoras y máuinas neumáticas ue trabajan con aire comprimido.
neumática,
*. +leohidráulica )ise!o y construcci#n de controles y transmisiones hidráulicos ue utili"an aceites derivados del petr#leo y líuidos sintéticos como fluido de trabajo.
. -áuinas érmicas
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/provechamiento de fluidos con transferencia de calor y compresibilidad. )ise!o de procesos y máuinas térmicas.
Estas herramientas como una mauina m#vil o fija nos ayudan como un todo o una parte del todo de la mauina en el proceso de aplicaci#n a la ingeniería civil en diversas obras como represas, máuinas pesadas, etc.
)ebido a ue el agua se encuentra presente en casi todas las actividades desarrolladas por el hombre, es fácil comprender ue la 0idráulica tenga muchas áreas de aplicaci#n. Estas se pueden identificar atendiendo al conducto o cuerpo a través del cual discurre el fluido.
1or ejemplo tenemos en cada especialidad aplicada
2.
0idráulica de uberías
%álculo del transporte de fluidos en conductos a presi#n. 3edes de distribuci#n de agua, oleoductos.
22.
0idráulica de %anales
Estudio del escurrimiento de agua en conductos abiertos a la atm#sfera. )ise!o de canales.
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222.
Estructuras 0idráulicas
)ise!o, construcci#n, cimentaci#n operaci#n y mantenimiento de estructuras de toma, represamiento, conducci#n y medici#n.
24.
-áuinas 0idráulicas
)ise!o de turbinas hidráulicas, bombas, ventiladores. %avitaci#n, flujo bifásico y flujo no permanente.
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4.
ambién se puede subdividir la 0idráulica teniendo en cuenta las características geofísicas del medio en ue se desarrolla la aplicaci#n.
0idráulica 5rbana
$uministro de agua potable, alcantarillado, tratamiento de aguas residuales, drenaje de aguas de l luvia y de aguas servidas. %ontrol de la contaminaci#n.
42.
0idráulica 6luvial
Estudio y control de procesos fluviales& )inámica de ríos, transporte de sedimentos, morfología de ríos, estabilidad de canales, encau"amiento y protecci#n de riberas.
422.
0idráulica $ubterránea
Explotaci#n, monitoero y recarga de acuíferos. 2nstrusi#n marina y control de la contaminaci#n.
4222.
0idráulica -arítima
-orfología y protecci#n de la línea costera. Estudio del oleaje, mareas, corrientes, sedimentaci#n y contaminaci#n. )ise!os de puertos, rompeolas y estructuras en mar adentro.
27.
Ecohidráulica
Estudia el efecto de los trabajos ingenieriles en los ecosistemas naturales, en términos de calidad de agua, contaminaci#n y protecci#n.
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8.
gatos estabili"adores, baldes o palas del utili"ando para este fin bombas, cilindros, válvulas, sellos y mangueras.
-auinarias pesadas Es el ue proporciona la fuer"a necesaria para el accionamiento de plumas, euipo, émbolos,
9os principios de hidráulica se basan en ue un fluido confinado bajo presi#n, trasmite energía en todas direcciones con la misma intensidad. 9os estabili"adores de las retroexcavadoras se conocen por gatos hidráulicos, debido a su accionamiento ue se ha perfeccionado, puesto ue en las antiguas grúas eran mecánicos.
:.
3epresas o presas
En presa
ingeniería se denomina o represa a un muro fabricado con piedra, hormig#n o material suelto, ue se construye habitualmente en una cerrada o desfiladero sobre un río, arroyo o canal con la finalidad de almacenar agua; para su posterior aprovechamiento en abastecimiento o regadío, para elevar su nivel con el objetivo de derivarla a canali"aciones de riego, o para la producci#n de energía mecánica al transformar la energía potencial del almacenamiento en energía cinética, y ésta nuevamente en mecánica al accionar la fuer"a del agua un elemento m#vil. 9a energía mecánica puede aprovecharse directamente, como en los antiguos molinos, o de forma indirecta para producir energía eléctrica, como se hace en las centrales hidroeléctricas.
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Presa de Asuán.
Ele&en!os del sis!e&a p#esa ) e&*alse
El embalse& es el volumen de agua ue ueda retenido por la presa.
El vaso& es la parte del valle ue, inundándose, contiene el agua embalsada.
9a cerrada& es el punto concreto del terreno donde se construye la presa.
9a presa& propiamente dicha, cuyas funciones básicas son, por un lado garanti"ar la estabilidad de toda la construcci#n, soportando un empuje hidrostático del agua muy fuerte, y por otro no permitir la filtraci#n del agua hacia abajo.
A s +e,- en la p#esa se dis!in.e(
9os paramentos& son las dos superficies más o menos verticales principales ue limitan el cuerpo de la presa, el interior o de aguas arriba, ue está en contacto con el agua, y el exterior o de aguas abajo.
9a coronaci#n& es la superficie ue delimita la presa superiormente.
9os estribos& los laterales del muro ue están en contacto con la cerrada contra la ue se apoya.
9a cimentaci#n& la superficie inferior de la presa, a través de la cual descarga su peso al terreno.
El aliviadero o vertedero& es la estructura hidráulica por la ue rebosa el agua excedentaria cuando la presa ya está llena.
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9as tomas son también estructuras hidráulicas, pero de mucha menos entidad, y son utili"adas para extraer agua de la presa para un cierto uso, como puede ser abastecimiento a una central hidroeléctr ica o a una ciudad.
9a descarga de fondo& permite mantener el denominado caudal ecol#gico aguas abajo de la presa.
9as esclusas& ue permiten la navegaci#n a través de la presa.
9a escalera de peces& ue permite la migraci#n de los peces en sentido ascendente de la corriente.
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ACUMULADORES
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I.
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FUNCIONES DE LOS ACUMULADORES
MECANICA DE FLUIDOS I
II. FUNCIONES DE LOS ACUMULADORES
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FILTROS
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ENFRIADORES
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FUNCIÓN DE LOS ENFRIADORES.
BOMBAS HIDRÁULICAS
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CAVITACIÓN Y AIREACIÓN
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