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ESTÁTICA DE FLUIDOS

Todo fluido en reposo o en movimiento que no genera diferencial de velocidad se puede considerar un fluido estático

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¿Qué es la estática de fluidos?

Un fluido se considera estático si todas sus partículas permanecen en reposo o tienen la misma velocidad constante con respecto a una distancia de referencia inercial

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presiones

Para determinar la presión en un punto interior a un fluido consideremos un elemento de fluido en forma de cuña como se muestra en la figura. Debido a que la cuña esta en reposo relativo no hay fuerzas cortantes y las fuerzas que existen son perpendiculares a las superficies.

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Los resultados indican que no hay variación de presión en dirección horizontal, mientras que en la dirección vertical si hay variación de la presión, dicha variación depende de la densidad del fluido, de la aceleración de la gravedad y de la diferencia de alturas. Sin embargo en el límite cuando dz tiende a cero, la ecuación se escribe

Entonces se puede deducir que

La presión en cualquier punto interior a un fluido es independiente de la orientación.

Presiones

Aplicando las ecuaciones de equilibrio según las direcciones mostradas y teniendo en cuenta que F = PA, resulta

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Presiones

Sobre el elemento siempre actúan las fuerzas de presión perpendicularmente a las caras.

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Presiones

Por otro lado, si el recipiente está abierto en la parte superior como se ve en la Figura, la presión a cualquier profundidad h = z1 – z2 es

Donde Po es la presión atmosférica, h es a profundidad medida a partir de la superficie libre.

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Presiones absolutas y manométricas

Patm. Es la fuerza por unidad de área que ejerce la atmosfera sobre una superficie

Pman. Es la presión que se obtiene de medir un sistema cerrado mediante un instrumento llamado manómetro.

Pabs = Patm + Pman

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Instrumentos de Medición Manómetro: Instrumento

de medición que sirve para medir presiones de fluidos contenidos en un sistema cerrado.

Vacuómetro: Instrumentos que miden presiones por debajo de la presión atmosférica (presión negativa)

Barómetro: Instrumento que nos permiten medir la presión atmosférica

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Manometría Técnica para medir cambios de presión

de un fluido resultante de la interacción con algún medio.

Ejemplo:El manómetro que se muestra contiene tres líquidos. Cuando P1=10kPa, determine la distancia de separación  «d».Utilice g = 9.81 m/s 2 . Para el mercurio DR=13.6. Para el aceite DR=0.88

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Manometría Para la posición indicada en la figura, el

manómetro marca valor cero de presión y el piston toca el resorte sin comprimirlo. El resorte tiene una constante de 360 kN/m y la densidad relativa del aceite es 0.85. El diámetro del cilindro A es 0.7 m y el del cilindro B es 0.5m, ¿Cuál será la presión leída en el manómetro cuando el resorte se comprima 50 cm.? P atm = 0.1 Mpa.