UNIVERSIDAD CESAR VALLEJO FACULTAD DE INGENIERIA ING.CIVIL
MECANICA DE FLUIDOS
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
INFORME Movimiento De Traslación y Rotación De Masa Liquida
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”
Autor:
Martínez Ávila, Marcos Deyvis Asesor Académico:
Chumpitaz Camarena, Martin Felipe
Lima-Perú 2017 MARTINEZ AVILA MARCOS D.
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MECANICA DE FLUIDOS
INDICE
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................................... 3
MARCO TEORICO .................................................................................................................................................. 4
MOVIMIENTO HORIZONTAL ............................................................................................................................. 5
MOVIMIENTO VERTICAL ................................................................................................................................... 6
ROTACIÓN DE MASAS FLUIDAS RECIPIENTES ABIERTAS .................................................................................. 7
ROTACIÓN DE MASAS FLUIDAS RECIPIENTES CERRADAS ................................................................................ 8
EJERCICIOS ........................................................................................................................................................ 9
SOLUCIÓN ....................................................................................................................................................... 10
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INTRODUCCIÓN
En el movimiento de rotación y traslación de masas liquidas en algunas situaciones los fluidos pueden estar sometidos a aceleración constante, Es decir sin movimiento relativo entre sus partículas, como cuando están expuestos a movimientos de rotación y traslación.
Son aplicables aun los principios de la estática, modificado para tener en cuenta los efectos de la aceleración. Cuando se acelera un fluido de tal manera que no haya movimiento de una capa con respecto a la adyacente, es decir, cuando el fluido se mueve como si fuese un sólido, no existen tensiones de cortadura y la variación de la presión puede determinarse escribiendo la ecuación del movimiento para un cuerpo libre convenientemente elegido. Dos casos son interesantes: una aceleración lineal uniforme y una rotación uniforme alre dedor de un eje vertical cuando el fluido se mueve así se dice que está en equilibrio relativo.
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MARCO TEORICO
Un fluido puede estar animado de un movimiento de rotación y traslación, sometidos a una aceleración constante, sin movimiento relativo entre sus partículas. Esta es una de las condiciones del equilibrio relativo y el fluido está libre de tensiones cortantes. En general no existirá movimiento entre el fluido y el recipiente que lo contiene. Son aplicables aun los principios de la estática, modificados para tener en cuenta los efectos de la aceleración.
Se tiene dos casos como el de rotación y traslación o también conocido como: Movimiento horizontal Movimiento vertical
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MOVIMIENTO HORIZONTAL
En el caso de un movimiento horizontal la superficie libre del líquido adopta una posición inclinada y plana. Formando una pendiente que está determina por relación entre la aceleración del recipiente y la aceleración de la gravedad.
tanβ =
ó
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MOVIMIENTO VERTICAL
Hay variaciones dentro del volumen del líquido de tal forma que la presión en cualquier punto del líquido se determina considerando además de la aceleración vertical del recipiente que contiene la masa líquida ya sea positiva o negativa y la aceleración de la gravedad, estas dos se sumaran formando una aceleración total vertical.
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ROTACIÓN DE MASAS FLUIDAS RECIPIENTES ABIERTAS
La forma de la superficie libre de un líquido que gira con el recipiente que lo contiene es un paraboloide de revolución. Cualquier plano vertical que pasa por el eje revolución corta a la superficie libre según una parábola. La ecuación de esta parábola es
=
Donde x e y son coordenada, en metros, de un punto genérico de la superficie, medidas con el origen en el vértice situado en el eje de revolución, y w la velocidad angular constante, medida en radianes por segundo.
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ROTACIÓN DE MASAS FLUIDAS RECIPIENTES CERRADAS
En los recipientes cerrados aumenta la presión al girar los recipientes. El aumento de presión entre el punto situado en el eje, en el mismo plano horizontal, es
(⁄ ) = 2
El aumento de la altura de presión (m) será
== 2 Es una ecuación análoga a la aplicable a recipientes abiertos en rotación. Como velocidad lineal V=XW, el término ⁄2 = ⁄2 da la altura de la velocidad, en m.
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EJERCICIOS
Un depósito rectangular de 8m de longitud, 3m de profundidad y 2m de anchura contiene 1.5m de agua. Si está sometido a una aceleración horizontal en la dirección de su longitud de 2.45m/seg2 a) Calcular la fuerza total sobre cada uno de los extremos del depósito debido a la acción del agua. b) Demostrar que la diferencia entre estas fuerzas es igual a la fuerza no equilibrada, necesaria para acelerar la masa líquida.
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SOLUCIÓN
A)
tan =
Ó 2.45 = = 0.250 = 14°2´ Ó 9.80
A partir de la figura, la profundidad de en el extremo de menor profundidad es 4 tg 14°2´=0.500m, y en el extremos más profundo será 2.50m
d=1.5 -
y=1.5
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B) Fuerza necesaria = masa del agua x aceleración lineal
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