Distinguir entre mecánica, hidrostática y estática de gases y aplicaciones de la mecánica de fluidos en relación con la dinámica.
Debido a que la mayoría de las operaciones de procesamiento químico se encuentran en fases variables, es fundamental que los ingenieros químicos tengan algunos o todos los conocimientos de mecánica de fluidos.
La manipulación de líquidos es más sencilla, económica y menos problemática que la de los sólidos.
En muchas operaciones, los sólidos se procesan en un estado finamente dividido para que queden suspendidos en un fluido.
Estática de flujo: ¿Qué fluidos no tienen resistencia al esfuerzo cortante en equilibrio?
Mecánica de fluidos: Qué hacer cuando una parte de un fluido se mueve respecto a otra.
Fluidos y sus productos
Líquidos
En la vida diaria reconocemos tres estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso. Aunque diferentes en muchos aspectos, los líquidos y los gases tienen una característica que los diferencia de los sólidos: son fluidos y carecen de la capacidad de los sólidos para proporcionar resistencia permanente a las fuerzas de pandeo torsional.
El fluido es una sustancia que se retuerce y pandea constantemente bajo la acción de una fuerza cortante, pero puede ser muy pequeña. En cambio:
Si el fluido está estacionario, no actúan fuerzas cortantes, por lo que todas las fuerzas en el fluido deben ser normales al plano en el que actúan.
Resistencia al esfuerzo cortante en fluidos en movimiento
Aunque el estrés cortante no es posible en los fluidos, se ha desarrollado la resistencia al esfuerzo cortante. Cuando un fluido se mueve, si las partículas son relativamente variables de modo que tienen diferentes velocidades, la forma original del fluido se deforma. Por otro lado, si la velocidad del fluido es la misma en todos los puntos, no habrá resistencia al esfuerzo cortante porque las partículas variables son relativamente estacionarias.
La diferencia entre sólidos y líquidos:
La diferencia entre el comportamiento de sólidos y fluidos bajo la aplicación de una fuerza es la siguiente:
Para los sólidos, la tensión es la Efecto de la tensión externa, proporcionando un límite elástico sin excederlo. Para los fluidos, la tasa de tensión es directamente proporcional a la tensión aplicada.
La tensión en un sólido es una fuerza cuya acción es independiente del tiempo. Si no se excede el límite elástico, la deformación desaparece y la fuerza se cancela. El fluido continúa fluyendo mientras se aplica la fuerza y no vuelve a su forma original cuando se retira la fuerza.
La diferencia entre líquidos y gases:
Aunque los líquidos y los gases tienen las mismas propiedades, tienen muchas propiedades especiales propias. Los líquidos son difíciles de comprimir en muchos casos y pueden considerarse incompresibles. Una determinada cantidad de líquido ocupa un volumen fijo, independientemente del tamaño o forma de su recipiente, formando una superficie libre si la capacidad del recipiente es mayor que la del líquido.