Conceptos Clave de la Evaporación y Propiedades de los Fluidos

Evaporación y Ebullición

Evaporación: Constante movimiento de moléculas a la superficie de un líquido que se escapan a la atmósfera.

Ebullición: Ocurre cuando la presión a la que está sometido un líquido coincide con la del vapor.

Presión de Vapor

Presión de vapor: La presión parcial que ejercen las moléculas en estado gaseoso sobre el recipiente cuando ocupan un espacio libre.

Presión de saturación: Se refiere a cuando hay equilibrio entre el número de moléculas que se evaporan y las que se condensan.

Cavitación

Cavitación: Ocurre cuando la presión es menor o igual a la del vapor; el líquido se evapora y se forman bolsas de vapor que se desplazan y se convierten en movimiento líquido.

Consecuencias: La erosión de las partes metálicas de bombas y turbinas. La cavitación es favorecida por presiones bajas.

Presión

Presión: Representa los efectos que provoca una fuerza que actúa sobre una superficie.

Equilibrio de fluidos: En un fluido en reposo, todos los puntos que tienen la misma presión están en un mismo plano horizontal. La superficie libre de un líquido en equilibrio (plano piezométrico) se encuentra a la misma presión. La presión que ejerce una columna líquida en su fondo es igual a:

• p = p · g · h

Presión Atmosférica

Presión atmosférica: La presión ejercida por el aire que nos rodea y que respiramos. Se mide como:

• 101,3 kPa
• 760 mmHg
• 1,033 atm

Presión absoluta: Las presiones medidas en relación con el cero.

Presión relativa: Las presiones medidas en relación con la presión atmosférica.

Manómetros y Barómetros

Manómetros: Dispositivos que miden la presión manométrica más la presión atmosférica.

Pascal: La presión ejercida sobre un punto de un líquido incompresible y en reposo se transmite íntegramente en todas las direcciones.

• F2 = F1 · A1/A2

Principio de Arquímedes

Arquímedes: Todo cuerpo parcial o totalmente sumergido en un fluido experimenta una fuerza ascensional igual al peso del fluido que desocupa.

• F = p · g · A · y_cg

Mecánica de Fluidos

Mecánica de fluidos hidroestática: Se refiere a cuando el fluido está en equilibrio estático.

Propiedades de los fluidos:

• Incompresibles: Sin forma propia, según Pascal.
• Gases: Compresibles.

Densidad y Viscosidad

Densidad específica: Masa por unidad de volumen.

Densidad relativa: Relación entre la densidad de un fluido y la de agua destilada a 4 °C.

Peso específico: Peso por unidad de volumen.

Modelo volumétrico elástico: Expresa la elasticidad de un fluido y es la relación entre variación de presión y variación de volumen por unidad de volumen.

• E = Δp / (-ΔV / V)

Viscosidad: Propiedad de los fluidos que determina la cantidad de resistencia opuesta a moverse o a fluir. A mayor temperatura, mayor viscosidad.

Gradiente de Velocidad

Gradiente de velocidad: La variación de velocidad respecto de la variación de la distancia de separación entre dos placas cuando el fluido ocupa este espacio.

• V = ΔV / ΔY

Viscosidad dinámica: Está relacionada con la fuerza, que es proporcional a la superficie de la placa en movimiento, al gradiente de velocidad y a un coeficiente "μ" llamado viscosidad.

• F = μ · A · ΔV / ΔY

Viscosidad Cinemática

Viscosidad cinemática: Relación de la viscosidad dinámica con la densidad.

• [Pa·s] [Poise] con la densidad [m²/s] [Stoke]

Medidas prácticas de medición de viscosidad cinemática: Grados Engler (relación del tiempo necesario para evacuar 200 cm³ de líquido y el mismo volumen de agua a 20 °C, se dan a 50 °C y 20 °C), Redwood y Saybolt / SAE.

Índice de viscosidad: Señala la variación de la viscosidad con cada temperatura. Un índice alto indica que varía poco.

Punto de fluidez: Temperatura más baja a la que el líquido puede fluir.

Tensión superficial: Fuerza que produce un efecto de tensión en la superficie del líquido.

• d = AF / Al