resolucion de problemas de hidraulica de canalesDescripción completa
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Descripción: Hidraulica para bomberos
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Los intercambiadores de calor de tubos y coraza con cientos de tubos albergados en una estructura se usan por lo común en la práctica para transferir calor entre dos uidos. Uno de estos intercambiadores de calor usado en un sistema solar activo de calentamiento de agua transere calor desde una solución agua-anticongelante que uye a travs de la coraza y el colector solar !acia el agua fresca que uye a travs de los tubos a una temperatura promedio de "#$% a una razón de &' L(s. )l intercambiador de calor contiene *# tubos de latón de & cm de diámetro interior y &.' m de largo.
8-54 C
)l efecto de redondear la salida de una tuber+a sobre el coeciente de prdida es, ¿a) despreciable, b) poco signifcativo o c) muy signifcativo? espreciable porque el coeficiente de prdida menor es igual a / apro0imadamente &/#'. para u1o de tuber+a turbulenta completamente desarrollado. )l redondeo de la salida no ayuda
8-96 C
2%uál es la diferencia entre los principios operativos de los anemómetros trmicos y láser oppler3 4nemómetros 5rmicos 6rincipio de medida, miden el coeciente de transferencia de calor por convención/ el cual depende de la velocidad del viento. 4nemómetros Láser oppler )l funcionamiento de este sensor se basa en las particularidades del efecto doppler. doppler. )n el interior in terior del anemómetro se genera un rayo láser que se divide en 78 uno via1a !acia el e0terior del sensor y el otro !acia una cámara semilla o de calibración. ebido a la velocidad de las molculas de la atmosfera/ la luz ree1ada de vuelta al sensor tendrá una frecuencia distinta de la emitida. %on
la diferencia entre el valor de la frecuencia en la cámara semilla y el valor del e0terior se puede calcular la velocidad del viento.
8-138
Un estudiante debe determinar la viscosidad cinemática de un aceite con el sistema que se muestra. La altura inicial del uido en el tanque es 9:;# cm. el diámetro del tubo es d:"mm/ la longitud del tubo es L:#."'m/ y el diámetro del tanque :#."< m. )l lector observa que toma 7*;7 s que el nivel del uido en el tanque caiga a <" cm. )ncuentre la viscosidad del uido.
=uposiciones )l aceite es incompresible. • •
)l u1o es laminar. )l aceite es incompresible
5omamos dos puntos8 punto & en la supercie libre de agua en el tanque/ y el punto 7 en la salida del tubo. ambos puntos & y 7 están abiertos a la atmósfera >y por tanto 6& : 67 : 6 atm? )l centro de la tuber+a el nivel de referencia >z& : ! y z7 : #?. La ecuación de energ+a para un volumen de control entre estos dos puntos
2
2
P1 V P V P P + α 1 1 + z 1= 2 + α 2 2 + z2 + h l atm +h = atm + hl ρg ρg ρg ρg 2g 2g
∴ hl
=h
onde ! es la altura del l+quido en el tanque en cualquier momento t. La prdida de carga total a travs de la tuber+a consiste en prdidas importantes en la tuber+a/ ya que las prdidas menores son insignicantes. )l factor de fricción para todo el tubo es constante al valor totalmente desarrollado. 6ara un u1o laminar completamente desarrollado en un tubo circular de diámetro d/ la prdida de carga puede e0presarse como
2
2
2
L V 64 L V 64 L V 64 νLV hl= f = = = 2 d 2 g ℜ d 2 g Vd d 2 g d 2g ν
La velocidad media se puede e0presar en trminos del caudal como8 V =
´ V 2 πd 4
=ustituyendo8 hl=
(
64 ν L
d
2
2g
)(
)
´ V V 128 νL ´ = 2 4 πd g πd 4
La altura del l+quido ! en el tanque disminuye durante el u1o/ por lo que el caudal tambin puede e0presarse de manera diferencial. )l cambio de la altura del l+quido con respecto al tiempo8
2
´ = −π D dh V
dt
4
=ustituyendo8 hl=
(
128 νL
gπd
4
)(
)
2
2
−π D dh −32 νL D dh = 4 dt dt 4 gd
4!ora para resolver la ecuación diferencia/ por separación de variables y integrando con las condiciones iniciales/ t: # 8 ! :!# t:t
!: ! 2
−32 νL D dh dt = 4 h gd
dt =¿−
32 νL D
gd ∫¿
−32 νL D t = 4 gd
2
4
2
ln
∫
dh h
( ) H 0 h
6ara conocer la viscosidad cinemática sólo despe1amos de la ecuación anterior8 4
