1) Se tiene aire cuya densidad es de 0.078 lbm/ft3 que entra al ducto de un sistema de aire acondicionado con un gasto volumétrico de 40 ft3/min. Si el di!metro del ducto es de 10 in" determine la velocidad del aire a la entrada del ducto. #$13.8 #$13.8 ft/s
%) &onsidere un r'o que fluye (acia un lago a una velocidad romedio de 3 m/s a ra*+n de 00 m3/s en un lugar ,0 m or arriba de la suerficie del lago. -etermine la energ'a mec!nica total del agua del r'o or unidad de masa y el otencial de generaci+n de otencia del r'o comleto en ese lugar. Respuesta: 444
3)n tanque resuri*ado de agua tiene un orificio de 10 cm de 3)n di!metro en el fondo" donde el agua se descarga (acia la atm+sfera. l nivel del agua est! 3 m arriba de la salida. 2a resi+n del aire en el tanque" arriba del nivel del agua" es de 300 a 5resi+n absoluta) en tanto que la resi+n atmosféricaes de 100 a. -esrecie los efectos de la fricci+n y determine la ra*+n inicial de descarga del agua del tanque. Respuesta: 0.168 m/s
4) l agua ara beber que se necesita en una oficina se surte en garrafones de agua. Se introduce uno de los etremos de una manguera de l!stico de 0.% in de di!metro en el garraf+n que se coloca sobre un edestal alto" en tanto que el otro etremo" con una v!lvula ara abrir y cerrar" se mantiene % ft aba9o del fondo del garraf+n. Si el nivel del agua en el garraf+n est! a 1. ft cuando est! lleno" determine cu!nto tiemo m'nimo se necesitar! ara llenar un vaso de 8 o* 5 0.0083 ft3) a) cuando el garraf+n acaba de abrirse y b) cuando est! casi vac'o.
) Se tiene agua que fluye or un tubo (ori*ontal a ra*+n de 1 gal/s. l tubo consta de dos secciones con di!metros de 4 in y % in" con una secci+n reductora suave. Se mide la diferencia de resi+n entre las dos secciones del tubo mediante un man+metro de mercurio. -esrecie los efectos de la fricci+n y determine la altura diferencial del mercurio entre las dos secciones del tubo. Respuesta: 0.% in
6) Se tiene aire a 110 a y 0:& que fluye (acia arriba or un ducto inclinado de 6 cm de di!metro" a ra*+n de 4 2/s. ntonces" mediante un reductor" el di!metro del ducto se reduce (asta 4 cm. Se mide el cambio de resi+n de uno a otro etremo del reductor mediante un man+metro de agua. 2a diferencia de elevaci+n entre los dos untos del tubo en donde se fi9an las dos ramas del man+metro es de 0.%0 m. -etermine la altura diferencial entre los niveles del fluido de las dos ramas del man+metro. #$0.06%4 m
7) Se quiere bombear agua del subsuelo mediante una bomba sumergida de 3 y con 70 or ciento de eficiencia (asta un estanque cuya suerficie libre est! 30 m arriba de dic(a agua. l di!metro del tubo es de 7 cm en el lado de la admisi+n y de cm en el de la descarga. -etermine a) el gasto m!imo de agua y b) la diferencia de resi+n de uno a otro lado de la bomba. Suonga que la diferencia de elevaci+n entre la entrada
y la salida de la bomba as' como el efecto de los factores de correcci+n de la energ'a cinética son desreciables. #$ a) 7.14;10<3 m3 /s b) 289 kPa
8)Entra agua a una turbina hidráulica !r un tub! d" 30 cm de di!metro a ra*+n de 0.6 m3/s y sale or un tubo de % cm de di!metro. &on un term+metro de mercurio" se mide que la ca'da de resi+n en la turbina es de 1.% m. ara una eficiencia combinada del turbogenerador de 83 or ciento" determine la salida neta de otencia eléctrica. -escarte el efecto de los factores de correcci+n de la energ'a cinética. #$ =
,) ara la siguiente figura determine el flu9o volumetrico del agua que asa or la tuberia y la diferencia de resiones en los untos > y ? cuando @ 4.6 m y A@ 0.,0 m
10) ara la siguiente figura determine el flu9o volumetrico del agua que asa or la tuber'a y la diferencia de resiones en los untos > y -. #@ > $ .%7 a" -$ 7,.1 a
11) ara la siguiente figura determine el flu9o volumetrico cuando (@ %0mm. #@
Blu9o laminar y turbulento.
1) &onsidere flu9o laminar totalmente desarrollado en una tuber'a circular. Si el di!metro de la tuber'a se reduce a la mitad mientras la ra*+n de flu9o y la longitud de la tuber'a se mantienen constantes" la érdida de carga C a) se dulicar!" b) trilicar!" c ) cuadrulicar!" d ) aumentar! or un factor de 8" o e) aumentar! or un factor de 16D %) 2a érdida de carga ara cierta tuber'a circular est! dada or hL 0.08%6fL5V %/D)" donde f es el factor de fricci+n 5adimensional)" L es la longitud de la tuber'a" V es el flu9o volumétrico y D es el di!metro de la tuber'a. -etermine si el 0.08%6 es una constante dimensional o adimensional. sta ecuaci+n tal cual Ces dimensionalmente (omogéneaD 3) lique or qué el factor de fricci+n es indeendiente del nEmero de #eynolds a nEmeros de #eynolds mayores.
4) Fay disonibilidad de etr+leo a 80:B 5r 6.8 lbm/ft3 y m 0.0%78 lbm/ft que fluye de manera estacionaria en una tuber'a de 0. in de di!metro y 1%0 ft de largo. -urante el flu9o" la resi+n en la entrada y salida de la tuber'a se mide en 1%0 y 14 si" resectivamente. -etermine la ra*+n de flu9o del etr+leo a través de la tuber'a" si se suone que la tuber'a est! a) (ori*ontal" b) inclinada %0: (acia arriba y c ) inclinada %0: (acia aba9o.
) Se tiene etr+leo con una densidad de 80 g/m3 y viscosidad cinem!tica de 0.0006% m%/s que se descarga or medio de una tuber'a (ori*ontal de mm de di!metro y 40 m de longitud desde un tanque de almacenamiento abierto a la atm+sfera. 2a altura del nivel del l'quido sobre el centro de la tuber'a
es de 3 m. Sin considerar las érdidas menores" determine la ra*+n de flu9o del etr+leo a través de la tuber'a. #$ 1.82 10 8 m3 /s
6) ara el e9emlo anterior determine la velocidad y los nEmeros de #eynolds. #$ #
[email protected]
7) Se tiene agua a 10:& que fluye de manera estable en una tuber'a de 0.%0 cm de di!metro y 1 m de largo a una velocidad romedio de 1.% m/s. -etermine$ a) la ca'da de resi+n" b) la érdida de carga y c ) la necesidad de otencia de bombeo ara suerar esta ca'da de resi+n. Respuestas: a) 188 a" b) 1,.% m" c ) 0.71
erdidas menores. 8) ara el siguiente deosito grande fluye agua a ra*on de 1.%0 ie3/s or un sistema de tuberias como lo uede areciar. &alcule la cantidad total de energia que se ierde en el sistema debido a las valvulas" codos" entradas de tuberias y friccion del fluido. resuesta$ Frm@1.7 ies.
,) en la figura se muestra un arreglo ara determinar la erdida de energia debida a cierto elemento de un aarato. 2a entrada es or una tuberia de % ulg y la salida or otra de % ulg. &alcule la erdida de energia entre los untos a y b si el agua fluye a un caudal de 0.%0 ie3/s. l fluido manometrico es mercurio sg@ 13.4. resuesta@ 1.7 ies
10) el arreglo mostrado en la figura se utili*a ara medir la erdidad de energia en una valvula. 2a velocidad del flu9o de aceite es de 1.% m/s. &alcule el valor de si la erdida de energia se eresa como 5v%/%g)
