miércoles, 25 de junio de 2014

Gasto másico

El gasto másico o flujo másico, en física, es la magnitud que expresa la variación de la masa en el tiempo. Matemáticamente es el diferencial de la masa con respecto al tiempo. Se trata de algo frecuente en sistemas termodinámicos, pues muchos de ellos —tuberías, toberas, turbinas, compresores, difusores...— actúan sobre un fluido que lo atraviesa. Su unidad es el kg/s
Se puede expresar el flujo másico como la densidad (\rho, que puede estar en función de la posición, \rho(r)) por un diferencial de volumen:
{dm = \rho(r) \cdot dV} = {\rho \cdot Q}
donde Q se refiere al gasto hidráulico.
Este volumen a su vez se puede expresar como el producto de una superficie S (el ancho de la tubería entrante, normalmente), que también puede depender de la posición por un diferencial de longitud (la porción de dicha tubería cuyo contenido entra en el sistema por unidad de tiempo).
{dm = \rho(r) \cdot S(r) \cdot dr}
Normalmente se supone flujo unidimensional, es decir, con unas densidades y secciones constantes e independientes de la posición lo que permite reducirlo a la siguiente fórmula:
\dot m = \rho V S
donde:
\dot m = Gasto másico
\rho = Densidad del fluido
V = Velocidad del fluido
S = Área del tubo corriente
o, integrando
\delta m = \rho V S
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Fuerza de empuje


La fuerza de empuje es una fuerza que aparece cuando se sumerge un cuerpo en un fluido. El módulo de ésta viene dado por el peso del volumen del fluido desalojado.
Se produce debido a que la presión de cualquier fluido en un punto determinado depende principalmente de la profundidad en que éste se encuentre (en otras palabras, a la cantidad de fluido que tenga encima).
Esta presión ejerce una fuerza sobre cualquier cuerpo sumergido en el fluido y tiene la propiedad ser perpendicular a la superficie del cuerpo.
Si pensamos en un cuerpo cúbico sumergido es evidente que alguna de sus caras estará más profunda que el resto de ellas. Dado que la presión ejerce una fuerza sobre todas las caras sin importar cual sea y siempre perpendicular a esta, la fuerza que se ejerce sobre la cara más profunda es mayor que la fuerza sobre la cara menos profunda, lo que da como resultante una fuerza ascendente que es la fuerza de empuje.
En las caras laterales no ocurre esto ya que las fuerzas laterales se restan puesto que, punto a punto, se encuentran a la misma altura.
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lunes, 9 de junio de 2014


Prensa hidráulica


Una prensa hidráulica es un mecanismo conformado por vasos comunicantes impulsados por pistones de diferente área que, mediante pequeñas fuerzas, permite obtener otras mayores. Los pistones son llamados pistones de agua, ya que son hidráulicos. Estos hacen funcionar conjuntamente a las prensas hidráulicas por medio de motores.
Antigua prensa hidráulica.
En el siglo XVII, en Francia, el matemático y filósofo Blaise Pascalcomenzó una investigación referente al principio mediante el cual la presión aplicada a un líquido contenido en un recipiente se transmite con la misma intensidad en todas direcciones.[cita requerida] Gracias a este principio se pueden obtener fuerzas muy grandes utilizando otras relativamente pequeñas. Uno de los aparatos más comunes para alcanzar lo anteriormente mencionado es la prensa hidráulica, la cual está basada en el principio de Pascal.
El rendimiento de la prensa hidráulica guarda similitudes con el de lapalanca, pues se obtienen fuerzas mayores que las ejercidas pero se aminora la velocidad y la longitud de desplazamiento, en similar proporción.[cita requerida]

Cálculo de la relación de fuerzas[editar]

Cuando se aplica una fuerza F_1 \, sobre el émbolo de menor área A_1 \, se genera una presión p_1 \,:
Esquema de fuerzas y áreas de una prensa hidráulica.

p_1=\frac{F_1}{A_1} \,
Del mismo modo en el segundo émbolo:
p_2=\frac{F_2}{A_2} \,
Se observa que el líquido está comunicado, luego por el principio de Pascal, la presión en los dos pistones es la misma, por tanto se cumple que:
p_1=p_2 \,
Esto es:
\frac{F_1}{A_1}=\frac{F_2}{A_2} \, y la relación de fuerzas: \frac{F_1}{F_2}=\frac{A_1}{A_2} \,
Luego la fuerza resultante de la prensa hidráulica es:
F_2=F_1\frac{A_2}{A_1}

Donde:
F_1 \, = fuerza del émbolo menor en N.
F_2 \, = fuerza del émbolo mayor en N.
A_1 \, = área del émbolo menor en m².
A_2 \, = área del émbolo mayor en m².
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Presión

Para otros usos de este término, véase Presión (desambiguación).
Distribución de presiones sobre un cilindro que se mueve a velocidad constante en el seno de un fluido ideal.
Esquema; se representa cada "elemento" con una fuerza dP y un área dS.
Animación: efecto de la presión en el volumen de un gas.
La presión (símbolo p)1 2 es una magnitud física que mide la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una línea. En el Sistema Internacional de Unidades la presión se mide en una unidad derivada que se denomina pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de un newton actuando uniformemente en un metro cuadrado. En el Sistema Inglés la presión se mide en libra por pulgada cuadrada (pound per square inch o psi) que es equivalente a una fuerza total de una libra actuando en unapulgada cuadrada.

Definición[editar]

La presión es la magnitud escalar que relaciona la fuerza con la superficie sobre la cual actúa, es decir,equivale a la fuerza que actúa sobre la superficie. Cuando sobre una superficie plana de área A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme, la presión P viene dada de la siguiente forma:
p = \frac{F}{A}
En un caso general donde la fuerza puede tener cualquier dirección y no estar distribuida uniformemente en cada punto la presión se define como:
p = \frac{d\bold{F}_A}{dA}\cdot \bold{n}
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