Contenido CAPÍTULO 1 LA DE DE LOS FLUIDOS Y EL CAPÍTULO 2 DE

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Xavier Manuel Casado Peña
hace 5 años
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1 t CAPÍTULO LA DE DE LOS FLUIDOS Y EL Panorama Objetivos 3 Conceptos fundamentales introductorios 3 El sistema internacional de unidades (SI) 4 El sistema tradicional de unidades de Estados.Unidos Peso y masa 6 Temperatura 8 Unidades consistentes en una ecuación 9 Definición de presión Compresibilidad. 3 Densidad, peso específico y gravedad específica 4 Tensión superficial 9 Referencias 2 Sitios de Internet 2 Problemas CAPÍTULO 2 DE Panorama Objetivos Viscosidad dinámica Viscosidad cinemática Fluidos newtonianos y no newtonianos Variación de la viscosidad con la temperatura Medición de la viscosidad Grados SAE de viscosidad Grados ISO de viscosidad Fluidos hidráulicos para sistemas de fluido de potencia 46 Referencias 48 Sitios de Internet 48 Problemas 49 5 ix

2 x CAPÍTULO 3 MEDICIÓN DE LA PRESIÓN 3. Panorama Objetivos Presión absoluta y manométrica Relación entre la presión y la elevación 3.5 Desarrollo de la relación presión-elevación 3.6 Paradojade Pascal Manómetros Barómetros La presión expresada como altura de una columna de líquido 3.0 Medidores y transductores de presión 70 Referencias 74 Sitios de Internet 75 Problemas CAPÍTULO 4 FUERZAS DEBIDAS A FLUIDOS ESTÁTICOS 4. Panorama Objetivos Gases bajo presión Superficies planas horizontales bajo líquidos Paredes rectangulares Áreas planas sumergidas -en general Desarrollo del procedimiento general para fuerzas en áreas planas sumergidas 94 Carga piezométrica 96 Distribución de la fuerza sobre una superficie curva sumergida Efecto de una presión sobre la superficie del fluido 03 Fuerzas sobre una superficie curva con fluido debajo de ella Fuerzas sobre superficies curvas con fluido arriba y abajo Problemas CAPÍTULO 5 FLOTABILIDAD é 5.7 y ESTABILIDAD Panorama 23 Objetivos 24 Flotabilidad 24 Materiales para flotabilidad 32 Estabilidad de cuerpos sumergidos por completo Estabilidad de cuerpos flotantes Grado de estabilidad Referencia 42 Sitios de Internet 42 Problemas

3 xi CAPÍTULO 6 EL FLUJO DE LOS FLUIDOS Y LA ECUACIÓN DE BERNOULLI Panorama 53 Objetivos 54 La tasa de flujo de un fluido y la ecuación de continuidad Tuberías y tubos disponibles comercialmente 58 Velocidad de flujo recomendable en tuberías y ductos Conservación de la energía --ecuación de Bernoulli Interpretación de la ecuación de Bernoulli 67 Restricciones de la ecuación de Bernoulli 69 Aplicaciones de la ecuación de Bernoulli 69 Teorema de Torricelli 79 Flujo debido a una disminución de la carga Referencias 85 Sitios de Internet 85 Problemas CAPÍTULO 7 ECUACIÓN GENERAL DE LA ENERGÍA Panorama 97 Objetivos 99 Pérdidas y ganancias de energía 99 Nomenclatura de las pérdidas y ganancias de energía Ecuación general de la energía 202 Potencia que requieren las bombas 207 Potencia suministrada a motores de fluido 2 Problemas CAPÍTULO 8 NÚMERO DE REYNOLDS, FLUJO LAMINAR, FLUJO TURBULENTO Y PÉRDIDAS DE ENERGÍA DEBIDO A LA FRICCIÓN Panorama 226 Objetivos 229 Número de Reynolds 230 Números de Reynolds críticos Ecuación de Darcy Pérdida por fricción en el flujo laminar 233 Pérdida de fricción en el flujo turbulento 235 Ecuaciones para el factor de fricción 242 Fórmula de Hazen-Williams para el flujo de agua 243 Otras formas de la fórmula de Hazen-Williams 245 Nomograma para resolver la fórmula de Hazen-Williams Referencias 247 Sitios de Internet 247 Problemas

4 xii CAPÍTULO 9 PERFILES DE VELOCIDAD PARA SECCIONES CIRCULARES Y FLUJO EN SECCIONES NO CIRCULARES 9. Panorama Objetivos Perfiles de velocidad Perfil de velocidad para el flujo laminar 9.5 Perfil de velocidad para el flujo turbulento 9.6 Flujo en secciones no circulares Dinámica de fluidos computacional 266 Referencias 268 Sitios de Internet 268 Problemas CAPÍTULO 0 PÉRDIDAS MENORES Panorama Objetivos Coeficiente de resistencia 0.4 Expansión súbita Pérdida en la salida Expansión gradual Contracción súbita Contracción gradual Pérdida en la entrada Coeficientes de resistencia para válvulas y acoplamientos 0. Aplicación de válvulas estándar Vueltas de tubería Caída de presión en válvulas de potencia de fluidos 0.4 Coeficientes de flujo para válvulas, por medio del Cv 0.5 Válvulas de plástico 3 Referencias 33 Sitios de Internet 33 Problemas 34 Análisis asistido por computadora y ejercicios de diseño ~ ) CAPÍTULO SISTEMAS DE TUBERÍAS EN SERIE. Panorama Objetivos 32.3 Sistemas de clase I 32.4 Solución de problemas de clase, con ayuda de una hoja de cálculo 327 Sistemas de clase II 330 Sistemas de clase III Diseño de tuberías para la integridad estructural 343 Referencias

5 xiii Sitios de Internet 346 Problemas 346 Tarea de análisis y diseño asistidos por computadora 357 CAPÍTULO 2 DE EN Panorama 358 Objetivos 360 Sistemas con dos ramas 36 Sistemas con tres o más ramas (redes) Referencia 377 Sitios de Internet 377 Problemas CAPÍTULO DE 382 Panorama 382 Objetivos 384 Parámetros involucrados en la selección de bombas 385 Tipos de bombas 385 Bombas de desplazamiento positivo 385 Bombas cinéticas 392 Datos de rendimiento de bombas centrífugas 398 Leyes de afinidad para bombas centrífugas 400 Datos del fabricante de bombas centrífugas 40 El punto de operación de una bomba y la selección de ésta 40 Carga de succión neta positiva Detalles de la línea de succión 4 47 Detalles en la línea de descarga 48 Diseño de sistemas de tubería y procedimiento de selección de bombas Modos de operación de sistemas alternas Selección de la bomba y velocidad específica Costos del ciclo de vida para sistemas de bombeo de fluidos Software para diseñar sistemas de tuberías y seleccionar bombas 433 Referencias 434 Sitios de Internet 434 Software para diseño de sistemas de tubería Problemas 436 Problemas de diseño 438 Problema exhaustivo de diseño CAPÍTULO 4 EN Panorama Objetivos Clasificación del flujo en canales abiertos 445

6 xiv 4.4 Radio hidráulico y número de Reynolds en el flujo en canales abiertos Tipos de flujo en canales abiertos Flujo estable uniforme en canales abiertos Geometría de los canales abiertos más comunes 4.8 Las formas más eficientes de los canales abiertos 4.9 Flujo crítico y energía específica Salto hidráulico Medición del flujo en canales abiertos Referencias 467 Sitios de Internet 467 Problemas CAPÍTULO 5 MEDICIÓN DEL FLUJO 5. Panorama Objetivos Factores de selección de un medidor de flujo 5.4 Medidores de carga variable Medidores de área variable Medidor de flujo de turbina Medidor de flujo de vórtice Medidor de flujo magnético Medidores de flujo ultrasónicos Medidores de desplazamiento positivo Medidor de flujo másico Sondas de velocidad Medición del nivel Obtención y procesamiento de datos por medio de computadora Referencias 499 Sitios de Internet Preguntas de repaso Problemas ! CAPÍTULO 6 FUERZAS DEBIDO A LOS FLUIDOS EN MOVIMIENTO 6. Panorama Objetivos Ecuación de fuerza Ecuación del impulso-cantidad de movimiento Método de solución de problemas por medio de las ecuaciones de fuerza 505 Fuerzas sobre objetos estacionarios 506 Fuerzas sobre las vueltas de las tuberías 509 Fuerzas sobre objetos en movimiento 53 Problemas

7 xv CAPÍTULO 7 Y SUSTENTACIÓN Panorama 520 Objetivos 52 Ecuación de la fuerza de arrastre 522 Arrastre de presión 523 Coeficiente de arrastre 524 Arrastre de fricción sobre esferas en flujo laminar Arrastre de vehículos 53 La compresibilidad y los efectos de la cavitación La sustentación y el arrastre sobre los aeroplanos Referencias 537 Sitios de Internet 537 Problemas CAPÍTULO 8 y In Panorama 542 Objetivos 543 Flujos volumétricos y presiones de los gases 543 Clasificación de los ventiladores, sopladores y compresores Flujo de aire comprimido y otros gase en tubos 549 Flujo de aire y otros gases a través de las boquillas 556 Referencias 564 Sitios de Internet Problemas Ejercicios de programación de computadoras CAPÍTULO 9 DE AIRE EN DUCTOS Panorama 568 Objetivos 570 Pérdidas de energía en el sistema Diseño de dpctos Eficiencia energética y consideraciones prácticas en el diseño de ductos 583 Referencias 584 Sitios de Internet Problemas A B e 589 Propiedades del agua 589 Propiedades de los líquidos comunes 59 Propiedades comunes de aceites lubricantes derivados del petróleo 593

8 xvi D E F G H J K L M N Variación de la viscosidad con la temperatura Propiedades del aire 597 Dimensiones de tuberías de acero 60 Dimensiones de tubos de acero 603 Dimensiones de tubos de cobre tipo K Dimensiones de tuberías de hierro dúctil Áreas de círculos 606 Factores de conversión 608 Propiedades de las áreas 6 Propiedades de los sólidos Constante de los gases, exponente adiabático y relación de presión crítica para gases seleccionados \

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