Operaciones Unitarias: Mecánica de Fluidos

INTRODUCCION

El comportamiento de los fluidos son importantes y son de gran aportación para los procesos industriales y para el estudio de las operaciones unitarias.

Dentro de las industrias los fluidos son sometidos a diferentes procesos y deben almacenarse, bombearse, y procesarse y por lo tanto es tener el conocimiento de como se deben manejar estos fluidos adecuadamente y también como los equipos que se utilizan.

MECANICA DE FLUIDOS

La ingeniería que se dedica a estudiar el comportamiento de los fluidos, incluyendo líquidos, gases y vapores, se conoce como Mecánica de Fluidos o transferencia de Momento Lineal. Esta disciplina es una subcategoría de la Mecánica Continua , que también abarca el análisis de sólidos bajo esfuerzo. La Transferencia de Momento Lineal se divide en dos áreas fundamentales para las Operaciones Unitarias: la Estática de Fluidos, que estudia los fluidos en equilibrio sin esfuerzo cortante, y la Dinámica de Fluidos, que analiza los fluidos en movimiento relativo entre sus partes.

ESTATICA DE FLUIDOS

Un fluido es una sustancia que puede fluir y no resiste de manera permanente la deformación. Los fluidos adoptan la forma del recipiente que los contiene. Un fluido en equilibrio no presenta esfuerzos cortos. Si se intenta cambiar la forma de una masa de fluido mediante esfuerzos cortantes, las capas del fluido se deslizan unas sobre otras hasta que se alcanza una nueva forma.

VISCOSIDAD

La fuerza que un fluido en movimiento ejerce sobre un cuerpo en la dirección del flujo se llama fuerza de arrastre, cuya magnitud depende en parte de la viscosidad. La viscosidad se puede entender como la resistencia interna de un fluido. Si un fluido es poco afectado por los cambios de presión, se dice que es incompresible. La mayoría de los líquidos son incompresibles, mientras que los gases generalmente se consideran fluidos compresibles.

PRESIÓN

La presión en un fluido es la fuerza que el fluido ejerce por unidad de área sobre las paredes del recipiente que lo contiene. Esta presión se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y actúa de manera perpendicular a cualquier superficie. En otras palabras, la presión tiene magnitud pero no una dirección específica, por lo que es una cantidad escalar.

Relación entre la Presión Absoluta, Atmosferita y Manométrica

La relación entre la presión absoluta, atmosférica y manométrica es la siguiente: la presión absoluta es la presión real en un punto específico y se mide en relación con el vacío absoluto. La mayoría de los instrumentos de medición de presión están calibrados para mostrar cero en condiciones atmosféricas normales, por lo que indican la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica local. Esta diferencia se conoce como presión manométrica.

Las fuerzas que actúan en forma vertical=

VARIACIÓN DE LA ESTACIÓN DE LOS FLUIDOS

Dado que en un fluido en reposo no puede haber esfuerzos cortantes, las únicas fuerzas que actúan sobre él son la gravedad y la presión. Para que el fluido esté en equilibrio y reposo, la suma de estas fuerzas debe ser igual a cero. Aplicando la Ley de Newton a un elemento diferencial arbitrario de fluido, se puede derivar una expresión para la variación de presión en un fluido estático.