Principios Básicos de Hidráulica y Comportamiento de Fluidos

Conceptos Fundamentales de Mecánica de Fluidos

1. Relación entre peso específico y densidad

¿Por qué razones puede expresarse el peso específico y la densidad de un cuerpo con igual número?

Debido a que Einstein asumió que la masa gravitatoria y la inercial son iguales, la densidad es numéricamente equivalente al peso específico. Estas magnitudes se expresan habitualmente en kp/m³.

2. Viscosidad relativa y factores de ponderación

¿Por qué se usa la densidad de un fluido como factor de ponderación con el fin de obtener la viscosidad relativa del mismo?

La velocidad evoluciona en función de la densidad del líquido; por ello, en la práctica, utilizamos la viscosidad relativa, definida como el cociente entre la viscosidad dinámica y la densidad:

ν = μ / ρ

3. Presión absoluta frente a presión manométrica

Define lo que es presión absoluta y presión manométrica:

• Presión absoluta: Se refiere a la presión medida desde el cero absoluto (vacío total). Se calcula como: P_abs = P_atm + P_man.
• Presión manométrica: Es la presión referida respecto a la presión atmosférica local.

4. Energía unitaria de un fluido

¿Qué es la energía unitaria de un fluido? ¿En qué unidades se expresa?

Es la energía correspondiente a una porción de fluido que posee un peso unitario. La energía unitaria comparte las mismas dimensiones que una longitud y se mide en metros (m).

5. Línea de alturas piezométricas

¿Cuál es la manera de obtener la línea de alturas piezométricas en una instalación por gravedad?

La línea de alturas piezométricas se sitúa por debajo de la línea de alturas totales en una magnitud igual a la altura de velocidad en la sección correspondiente. Ambas líneas son paralelas en todos los tramos donde las secciones rectas mantienen la misma área. La ordenada entre el eje de la corriente y la línea de alturas piezométricas equivale a la altura de presión en dicha sección.

6. Pérdidas de carga en régimen laminar

Escribe lo que sepas acerca de las pérdidas de carga que experimenta un fluido que circula por una tubería en régimen laminar:

En un régimen laminar, el número de Reynolds (Re) es menor a 2000. En este estado, no existen turbulencias y la rugosidad de las paredes no influye significativamente. Bajo estas condiciones, el coeficiente de fricción se define como f = 64 / Re, resultando en la ecuación de Hagen-Poiseuille:

H_p = (32 · μ · L · v) / (g · d²)

Esta fórmula tiene una aplicación limitada, ya que en conducciones industriales se trabaja predominantemente en régimen turbulento.