Hidrostática y Presión en Líquidos

La rama de la física que estudia el equilibrio y el movimiento de los fluidos.

Rama de la hidráulica que estudia cómo se comporta el agua en reposo.

Rama de la hidráulica que estudia cómo se comporta el agua en movimiento

La presión que ejerce un líquido sobre un punto debido a su propio peso.

La presión hidrostática es directamente proporcional a la profundidad del líquido.

La presión hidrostática se mide en metros de columna de agua (m.c.a.)

La presión hidrostática es independiente del área de la superficie considerada.

1 metro de columna de agua (m.c.a.) equivale a 0.1 kg/cm².

El valor de la fuerza total que un líquido ejerce sobre una superficie, que se calcula como el área de la superficie multiplicada por la presión media.

El centro de aplicación de la resultante del prisma de empuje para un prisma triangular está localizado a un tercio de la altura del prisma, medido desde la base.

El principio de Pascal establece que la presión aplicada a un fluido incompresible en un recipiente cerrado se transmite igualmente en todas las direcciones y a todos los puntos del fluido.

Una máquina que utiliza el principio de Pascal para multiplicar fuerzas. Consiste en dos cilindros con diferentes áreas, conectados por un fluido. Se aplica una fuerza pequeña en un cilindro pequeño para generar una fuerza mayor en un cilindro grande.

El empuje que un fluido ejerce sobre un cuerpo sumergido o parcialmente sumergido es igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo.

Un tipo de flujo en el que las partículas del fluido se mueven en trayectorias rectas y paralelas, con poco o ningún mezclado.

Un tipo de flujo en el que las partículas del fluido se mueven de forma irregular y caótica, con mucho mezclado.

El régimen de flujo es laminar cuando las partículas de fluido se desplazan en capas paralelas, sin entremezclarse. En cambio, el régimen turbulento se caracteriza por un movimiento caótico e irregular de las partículas.

El número de Reynolds (Re) es un parámetro adimensional que indica si el flujo es laminar o turbulento. Se calcula como la relación entre las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas.

Un flujo se considera permanente si en un punto dado, sus variables hidráulicas (por ejemplo, la velocidad y el caudal) no cambian con el tiempo.

Un flujo permanente es uniforme cuando las variables hidráulicas son las mismas en todos los puntos de la sección del flujo.

Un flujo permanente es variado cuando las variables hidráulicas varían de un punto a otro de la sección del flujo.

Un flujo se considera variable si sus variables hidráulicas cambian con el tiempo en un punto dado.

En un flujo incompresible y permanente, el caudal que entra por un punto es igual al que sale por otro punto. Q = v1S1 = v2S2.

El teorema de Bernoulli establece que la energía total de un flujo de agua en régimen permanente se conserva. Se compone de la energía potencial, la energía de presión y la energía cinética.

Un fenómeno hidrodinámico que ocurre cuando un fluido pasa a alta velocidad, causando una disminución de presión y la formación de burbujas de vapor.

La implosión de las burbujas de vapor genera ondas de presión que pueden dañar la superficie.

La cavitación provoca picaduras en la superficie sólida debido a las fuerzas ejercidas por el líquido al colapsar las cavidades de vapor.

La cavitación produce un desgaste en la superficie por la que se transporta el líquido.

El golpe de ariete ocurre al cerrar una válvula o un grifo bruscamente en una tubería debido a la elasticidad del agua.

La sobrepresión del golpe de ariete comprime el agua y dilata la tubería.

La velocidad con que se desplaza la sobrepresión del golpe de ariete es similar a la velocidad del sonido en el agua.

Las consecuencias del golpe de ariete pueden ser daños en la tubería o la rotura de la válvula.

Fórmula que determina la pérdida de carga (J) en tuberías, teniendo en cuenta el caudal (Q), diámetro (D) y coeficiente de rugosidad de Hazen-Williams (C).

Coeficiente que representa la rugosidad de la superficie interna de la tubería, influenciando la pérdida de carga. Valores más altos significan menor rugosidad.

Fórmula que determina la pérdida de carga (J) en tuberías y canales, considerando el caudal (Q), diámetro (D) y coeficiente de rugosidad de Manning (n).

Coeficiente que representa la rugosidad de la superficie interna de la tubería o canal, influenciando la pérdida de carga. Valores más altos significan mayor rugosidad.

La pérdida de carga (J) representa la energía que se pierde por fricción a lo largo de la tubería o canal debido a la rugosidad de las paredes. Se mide en metros por metro (m/m).

Área de la sección perpendicular al movimiento de la corriente de agua que está en contacto con el fluido.

Perímetro que está en contacto con el agua en una tubería o canal.

Relación entre la sección hidráulica y el perímetro mojado. Se calcula como la sección hidráulica dividida por el perímetro mojado.

Pérdida de energía que experimenta el agua al fluir a través de una tubería debido a la fricción con las paredes.

En una tubería, el agua se mueve de un punto de mayor energía a un punto de menor energía. La diferencia de altura entre esos puntos representa la energía que impulsa el agua.

Es la suma de las energías cinética, potencial y de presión en un punto de una tubería.