[Teoría y problemas de] mecánica de los fluidos e hidráulica / Ranald V. Giles, Jack B. Evett, Cheng Liu.

CONTENIDO
1. Propiedades de los fluidos 1
La Mecánica de los Fluidos y la Hidráulica 1
Definición de fluido 1
Sistema técnico de unidades 1
Sistema Internacional de Unidades (SI) 2
Peso específico 2
Densidad de un cuerpo 3
Densidad relativa de un cuerpo 3
Viscosidad de un fluido 4
Presión de vapor 5
Tensión superficial 5
Capilaridad 5
Módulo volumétrico de elasticidad (E) 6
Condiciones isotérmicas 7
Condiciones adiabáticas e isentrópicas 7
Perturbaciones en la presión 7
2. Estática de fluidos 17
Introducción 17
Presión de un fluido 17
La presión 17
Diferencia de presiones 18
Altura o carga de presión h 18
Variaciones de la presión en un fluido compresible 18
Vacío y presión atmosférica 18
Presión absoluta y presión manométrica 19
Barómetros 19
Piezómetros y manómetros 19
3. Fuerzas hidrostáticas sobre las superficies 40
Introducción 40
Fuerza ejercida por un líquido sobre un área plana 40
Fuerza ejercida por un líquido sobre una superficie curva 41
Tensión circunferencial o tangencial 41
Tensión longitudinal en cilindros de pared delgada 41
Fuerzas hidrostáticas en una presa 41
4. Empuje y flotación 65
Principio de Arquímedes 65
Estabilidad de cuerpos sumergidos y flotantes 65
5. Traslación y rotación de masas líquidas 80
Introducción 80
Movimiento horizontal 80
Movimiento vertical 80
Rotación de masas fluidas. Recipientes abiertos 80
Rotación de masas fluidas. Recipientes cerrados 81
6. Análisis dimensional y semejanza hidráulica 93
Introducción 93
Análisis dimensional 93
Modelos hidráulicos 93
Semejanza geométrica 94
Semejanza cinemática 94
Semejanza dinámica 94
La relación entre las fuerzas de inercia 95
Relación de las fuerzas de inercia a las de presión 95
Relación de las fuerzas de inercia a las viscosas 95
Relación de las fuerzas de inercia a las gravitatorias 95
Relación de las fuerzas de inercia a las elásticas 95
Relación de las fuerzas de inercia a las de la tensión superficial 96
Relación de tiempos 96
7. Fundamentos del flujo de fluidos 118
Introducción 118
Flujo de fluidos 118
Flujo permanente 119
Flujo uniforme 119
Líneas de corriente 119
Tubos de corriente 120
Ecuación de continuidad 120
Redes de corriente 120
Energía y altura de carga 121
Ecuación de la energía 122
Altura de velocidad 123
Aplicación del teorema de Bernoulli 123
Línea de energías o de alturas totales 124
Línea de alturas piezométricas 124
Potencia 124
8. Flujo de fluidos en tuberías 160
Introducción 160
Flujo laminar 160
Velocidad crítica 160
Número de Reynolds 161
Flujo turbulento 161
Tensión cortante en la pared de una tubería 162
Distribución de velocidades 162
Pérdida de carga en flujo laminar 163
Fórmula de Darcy-Weisbach 164
Coeficiente de fricción 164
Otras pérdidas de carga 165
Ecuaciones empíricas de flujos de agua 166
Diagramas de tuberías 167
9. Sistemas complejos de tuberías 193
Introducción 193
Tuberías equivalentes 193
Tuberías en serie o compuestas 193
Tuberías en paralelo 194
Tuberías ramificadas 194
Red de tuberías 196
10. Flujo en canales abiertos 222
Introducción 222
Flujo uniforme y permanente 222
Flujo no uniforme 222
Flujo laminar 223
La fórmula de Chezy 223
El coeficiente C 223
El caudal Q 224
La pérdida de carga h sub l 224
Distribución vertical de la velocidad 224
Energía específica 224
Profundidad crítica 225
Caudal unitario máximo 225
En canales no rectangulares y para un flujo crítico 225
Flujo no uniforme 226
Resalto hidráulico 226
Flujo en canales abiertos de sección recta circular 226
Secciones rectas de máximo rendimiento 227
11. Flujo de fluidos compresibles 269
Introducción 269
Flujo isotermo 269
Flujo isentrópico 270
Tobera convergente 270
Flujo compresible a través de un estrechamiento 272
12. Medidas en flujo de fluidos 278
Introducción 278
Tubo de Pitot 278
Coeficiente de velocidad 278
Coeficiente de contracción 279
Coeficiente de descarga 279
Pérdida de carga 279
Vertederos de aforo 280
Fórmula teórica de un vertedero 280
Fórmula de Francis 280
Fórmula de Bazin 280
Fórmula de Fteley y Stearns 281
Fórmula del vertedero triangular 281
La fórmula del vertedero trapezoidal 281
Para presas empleadas como vertederos 281
El tiempo de vaciado de depósitos 281
El tiempo para establecer el flujo 282
13. Fuerzas desarrolladas por los fluidos en movimiento 318
Introducción 318
El principio del impulso-cantidad de movimiento 318
El coeficiente Beta de corrección de la cantidad de movimiento 319
Resistencia 319
Sustentación 319
Resistencia total 319
Coeficientes de resistencia 320
Coeficientes de sustentación 320
Número de Mach 320
Teoría de la capa límite 321
Placas planas 321
Golpe de ariete 323
Velocidades supersónicas 323
14. Maquinaria hidráulica 363
Maquinaria hidráulica 363
En el caso de rodetes 363
Ruedas hidráulicas, turbinas, bombas y soplantes 363
Velocidad específica 365
Rendimiento 366
Cavitación 366
Propulsión por hélices 366
Los coeficientes de la hélice 367
Apéndices, Tablas y Diagramas 391
Tabla 1. (A) Propiedades aproximadas de algunos gases 391
(B) Algunas propiedades del aire a la presión atmosférica 391
(C) Propiedades mecánicas del agua a la presión atmosférica 392
Tabla 2. Densidad relativa y viscosidad cinemática de algunos líquidos 393
Tabla 3. Coeficientes de fricción f para agua solamente 394
Tabla 4. Pérdidas de carga en accesorios 396
Tabla 5. Valores de K 397
Tabla 6. Algunos valores del coeficiente C de Hazen- Williams 397
Tabla 7. Coeficientes de desag e para orificios verticales circulares de arista viva 398
Tabla 8. Coeficientes de expansión Y para un flujo compresible a través de Toberas y Venturímetros 399
Tabla 9. Valores medios de n empleados en las fórmulas de Kutter y Manning y de m de la fórmula de Bazin 400
Tabla 10. Valores de C de la fórmula de Kutter 401
Tabla 11. Valores del factor de descarga K en Q 402
Tabla 12. Valores del factor de descarga K en Q 403
Diagrama A-1 Coeficientes de fricción f 404
Diagrama A-2 Coeficientes de fricción f 405
Diagrama B-1 Nomograma de caudales para la fórmula de Hazen-Williams C 406
Diagrama B-2 Diagrama de tuberías: ecuación de Hazen-Williams (C 407
Diagrama B-3 Diagrama de tuberías: ecuación de Hazen-Williams (C 408
Diagrama B-4 Diagrama de tuberías: ecuación de Manning (n 409
Diagrama B-5 Diagrama de tuberías: ecuación de Manning (n 410
Diagrama C Orificios medidores 411
Diagrama D Boquillas de aforo 412
Diagrama E Venturímetros 413
Diagrama F Coeficiente de resistencia en función de Re 414
Diagrama G Coeficientes de resistencia para placas planas y lisas 415
Diagrama H Coeficientes de resistencia para velocidades supersónicas 416