ENGINEERING VAULT
ESPECIALIDADES
Para la placa AB de 1m de ancho y longitud LT, sabiendo que en la superficie se tiene una presión PA, se pide determinar la fuerza resultante FR y su punto de aplicación (respecto al fondo).
1. Presión de Encendido y Presión de Apagado (Control Automático) En la mayoría de las redes de distribución de agua (edificios, redes industriales, sistemas de riego), la demanda de caudal no es constante. Para evitar que la bomba funcione ininterru...
1. Máquinas de Fluidos: Bombas (Concepto General) Una bomba hidráulica es una máquina generadora que transforma la energía mecánica (generalmente proveniente de un motor eléctrico o de combustión) en energía hidráulica o de flujo. Al hacer esto, el f...
1. Flotación: El Principio de Arquímedes Concepto: La flotación es el fenómeno por el cual un fluido ejerce una fuerza vertical hacia arriba sobre cualquier cuerpo sumergido en él. Esta fuerza se conoce como Fuerza de Empuje ($F_E$) o fuerza de flota...
1. Tuberías Hidráulicamente Lisas y Tuberías Hidráulicamente Rugosas Para entender la fricción, debemos observar la pared de la tubería a nivel microscópico. Ninguna tubería es perfectamente lisa; todas tienen una rugosidad absoluta ($\epsilon$), que...
1. Líneas de Energía y de Altura Motriz Para visualizar el estado energético del fluido en cualquier punto de la instalación, trazamos dos líneas gráficas fundamentales a lo largo del perfil de la tubería: Línea de Energía (EGL - Energy Grade Line): ...
1. El Tubo Pitot-Estático y el Coeficiente Experimental Como vimos previamente, el tubo de Pitot simple mide la presión de estancamiento (presión total), pero para hallar la velocidad necesitamos conocer también la presión estática del fluido no pert...
1. Viscosidad y Régimen de Flujo: El Número de Reynolds La viscosidad ($\mu$) es la resistencia interna de un fluido a deformarse o fluir. Cuando el fluido se mueve por una tubería, la viscosidad es responsable de frenar las capas de fluido que están...
1. Energía en una Línea Hidráulica: EGL y HGL Para analizar cualquier red, primero debemos visualizar cómo se distribuye y se consume la energía a lo largo de cada conducto. Como se definió en la ecuación de Bernoulli extendida, la energía total en c...
1. Medición, Incertidumbre y Errores En ingeniería y física experimental, ninguna medición es absolutamente exacta; toda lectura tiene un margen de duda que debe cuantificarse. Incertidumbre en medición y experimentación La incertidumbre cuantifica e...
1. Medición de Propiedades Básicas: Densidad y Viscosidad Antes de analizar el flujo, debemos caracterizar el fluido mismo. A. Medición de la Densidad ($\rho$) La densidad es la masa por unidad de volumen ($\rho = m/V$). El Picnómetro: Es un frasco d...
1. Consideraciones Generales Una conducción trabaja a presión (flujo en conductos cerrados) cuando el fluido ocupa la totalidad de la sección transversal de la tubería y la presión hidrostática en su interior es superior a la presión atmosférica. A d...
El estudio de fluidos sometidos a aceleración constante (ya sea lineal o angular) se conoce como Equilibrio Relativo o Movimiento de Cuerpo Rígido en fluidos. En estas condiciones, aunque el fluido en su totalidad se está moviendo respecto a un siste...
1. Configuración Básica de una Red Simple y Condiciones a Verificar Una red cerrada (malla) se compone topológicamente de tres elementos geométricos: Nudos (o Nodos): Puntos donde convergen dos o más tuberías, o donde el fluido entra o sale del siste...
1. Instalaciones para Distribución de Agua Potable en Redes Urbanas El diseño de redes urbanas (acueductos) tiene como objetivo suministrar agua con calidad, cantidad y presión adecuadas a todos los nodos de consumo de una ciudad. Conceptos: Red Abie...
1. Medición Volumétrica (Método Directo) Es el método más básico, exacto y absoluto, utilizado frecuentemente en laboratorios para calibrar otros instrumentos. Concepto: Consiste en recolectar el fluido que sale de un sistema en un recipiente de volu...
PARTE I: Obras Menores y Complementarias Estas estructuras físicas garantizan la integridad geométrica e hidráulica de la conducción a lo largo de su vida útil. 1. Apoyos y Anclajes (Thrust Blocks) Cuando el agua fluye por una tubería a presión y cam...
1. Teorema de Transporte de Reynolds: Ecuación General El TTR relaciona la rapidez de cambio de cualquier propiedad extensiva $B$ (como masa, momento o energía) de un sistema cerrado con lo que ocurre dentro y en las fronteras de un Volumen de Contro...
1. Estudio de un Elemento Diferencial de Volumen de Fluido Para entender cómo varía la presión dentro de un fluido en reposo, debemos aplicar la Segunda Ley de Newton ($\Sigma F = 0$) a un elemento de volumen infinitesimal. Deducción y Análisis: Imag...
1. Reversibilidad, Irreversibilidad y Pérdidas Concepto: En la física ideal, un proceso es reversible si puede regresar a su estado original sin dejar ningún rastro o cambio neto en el universo (conservación perfecta de la energía mecánica). Sin emba...
1. Materiales de Tuberías: Conceptos y Resistencia La selección del material depende de la presión de trabajo, la temperatura y la naturaleza química del fluido. La capacidad de una tubería para soportar presión interna sin estallar se demuestra mate...
Ecuación General Universal del TTR Para comprender las variaciones, primero debemos establecer la forma más general y rigurosa del Teorema de Transporte de Reynolds, la cual contempla que la superficie de control pueda moverse. Sea $B$ una propiedad ...
1. Instalación Básica de Bombeo Para que un grupo motor-bomba funcione correctamente, no puede conectarse simplemente a dos tubos. Requiere una secuencia geométrica e hidráulica de accesorios para proteger la máquina y garantizar que el fluido ingres...
1. Tipos de Fuerzas que actúan sobre Fluidos En el estudio del movimiento de un fluido, es fundamental identificar las fuerzas que provocan o alteran dicho movimiento. Estas se dividen en dos grandes categorías: Fuerzas de cuerpo (o másicas): Son aqu...
1. Introducción: El Enfoque Integral En mecánica clásica (sólidos), aplicamos las leyes de Newton a un "Sistema": una masa fija e identificable de materia. En fluidos, seguir un sistema es impráctico porque la materia se deforma y se mezcla continuam...
1. Velocidad Específica en la Descarga ($N_s$) Concepto: La velocidad específica de descarga (comúnmente llamada solo "Velocidad Específica", $N_s$) se define como la velocidad (en revoluciones por minuto) a la cual giraría un impulsor geométricament...
1. Las Curvas Características de la Bomba El comportamiento de una bomba centrífuga a una velocidad de rotación (RPM) constante y con un diámetro de impulsor fijo se describe mediante cuatro curvas fundamentales, todas graficadas en función del Cauda...
1. Fuerzas de Presión sobre Superficies Planas Cuando una superficie plana está sumergida en un fluido en reposo, el fluido ejerce una presión que actúa perpendicularmente a cada punto de la placa. Como la presión aumenta con la profundidad ($P = \ga...
1. Definición y Estado del Fluido Definición de fluido: Un fluido se define estrictamente como una sustancia que se deforma continuamente (fluye) bajo la aplicación de un esfuerzo cortante (fuerza tangencial), sin importar cuán pequeño sea este esfue...
1. Sistema y Volumen de Control: Enfoques de Descripción Para describir el movimiento de un fluido, la mecánica clásica nos ofrece dos perspectivas fundamentales: Enfoque Lagrangiano (Sistema): Consiste en identificar una masa fija y específica de fl...
Suposiciones Fundamentales Para derivar las ecuaciones de Saint-Venant, se asume lo siguiente: El flujo es unidimensional (1D): La velocidad es uniforme en la sección transversal y el nivel del agua es horizontal transversalmente. Las líneas de corri...
