TAREA de Gases y de Compuertas Planas

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE CIVIL

CURSO: MECANICA DE FLUIDOS

“GASES” “COMPUERTAS PLANAS” “COMPUERTAS CURVAS”

Un gas se encuentra inicialmente sometido a una presión de 14 psi y a una temperatura de 30ºF. Se le somete a una presión isotérmica hasta llegar a los 25 psi. Posteriormente se le somete a un aumento de temperatura isobárica (manteniendo la presión constante) hasta llegar a los 70ºF, en ese punto la densidad absoluta es de 0.05slug/p³. Determinar:

- La constante del gas (sist. Ingles) - La densidad absoluta, el peso específico y el volumen específico al comenzar la compresión. (sist. Ingles).

Se comprime isotérmicamente un volumen de oxígeno de 2 a 1.2 m 3, al finalizar la compresión se observa que la masa final es de 6 kg. Determinar la presión absoluta ( en kPa y cm de mercurio) que fue necesaria para realizar la compresión. Roxígeno=259.75 N-m/kg- 0K. La temperatura es de 30 0C.

1 Encontrar el Momento alrededor de AB de la fuerza que actúa en uno de los lados de la superficie vertical ABC de la compuerta triangular mostrada (1636.5 libras-pie)

2 En la figura, determine “y” de tal manera que las tablas volteen cuando el agua alcance su parte superior  (0.334 m)

3 La compuerta mostrada en la figura pesa 300lb/pie en dirección perpendicular al  papel. Su centro de gravedad se encuentra a 1.5 pies desde la cara izquierda y 2 pies por  encima de la cara inferior, y está pivoteada en O. Determine la posición de la superficie del agua cuando la compuerta está a punto de abrirse. (La superficie de agua se encuentra  por debajo de la bisagra). (0.58 pies)

4 Determinar la magnitud y dirección de la fuerza P necesaria para mantener cerrada la compuerta la cual es un rectángulo de 2m de alto y 1m de ancho perpendicular al papel. (R/ 554kgf , hacia la derecha)

5 En la cortina vertical de un depósito hidráulico se instala una compuerta rectangular, como se ilustra en la figura. Calcule la magnitud de la fuerza resultante sobre la compuerta y la ubicación del centro de presión. Además, calcule la fuerza sobre cada uno de los dos pestillos mostrados. (485.2 lb en cada pestillo)

6 Calcule el ancho del muro de hormigón necesario para prevenir que el muro no sufra ningún deslizamiento. El ɤ del hormigón es 23.6 kN/m³ y el coeficiente de rozamiento entre la base del muro y el terreno de cimentación es 0.42. utilícese 1.5 como coeficiente de seguridad contra el deslizamiento. ¿Estará también asegurado contra el vuelco? (3.09 m; Sí estará asegurado)

7 a) Encuentre la magnitud y la línea de acción de la fuerza en cada lado de la compuerta mostrada ambas medidas desde la articulación, b) hallar la fuerza resultante debida al líquido sobre ambos lados de la compuerta, y c) determine la fuerza F para abrir la compuerta si ésta es uniforme y tiene una masa de 137 slugs. (a.- fuerza izquierda: 29160 lb ubicada a 5.56p, fuerza derecha: 16193.5 lb ubicada a 6p; b.-12966.5 lb hacia la izquierda ubicada a 5.01p desde la articulación; c.- 10326  lb)

8 El eje de la compuerta mostrada en la figura fallará con un momento de 150kN-m. Determinar el valor máximo de la profundidad del líquido h. (h = 3.09 m)

9 La figura muestra un tanque de agua con un tubo circular   conectado en su fondo. Una compuerta circular sella la abertura del tubo para impedir el flujo. Para drenar el tanque se utiliza una  polea que abre la compuerta. Calcule la fuerza necesaria que debe ejercer el cable de la polea a fin de abrir la compuerta (Tensión del cable: 122.94 lb, Fuerza del  agua: 120.06 lb)

10 Determine las componentes horizontal y vertical de la fuerza hidrostática ejercida por el agua sobre la compuerta curva, asi como sus respectivos puntos de aplicación. También determine la fuerza F requerida para abrir la compuerta, despreciando el peso de la misma.

11 Determine la magnitud de la fuerza resultante sobre la compuerta mostrada. La superficie tiene 5 pies de largo. (Fhorizontal: 67437 lb, Fvertical: 99925 lb)

12 Determine el momento M necesario para sostener la compuerta, haciendo caso omiso de su peso. (26.304 kN-m)

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