EJERCICIOS DE MECÁNICA DE FLUIDOSDescripción completa
PROBLEMA 1 3
El peso específico de un cierto liquido es de 85.3 lbf/ pie
.Determine la
densidad y la gravedad especifica. SO!"#O$ 3
ϒ%85.3 lbf / pie g%3&.& pie/ s
ρh o a 4 º C 2
2
3
%'.() slugs/
pie
ϒ
*%
g 85.3 lbf / / pie
*%
32.2 pie / s
3
2
*%&.+)('slugs/
3
pie
ρ
D,%
ρh o a 4 º C 2
slugs / pie
2.6491
D,%
1.94 slugs
3
3
/ pie
D,%'.3+55
PROBLEMA 2 a densidad de un cierto líquido líquido es de 8-5 g/ m específica y el peso específico
SO!"#O$ *%8-5
g/ m
g% (.8' m/ s ρh o a 4 º C 2
3
2
%'--- g/
m
3
3
.Determine la gravedad
ρ
D,% D,%
ρh o a 4 º C 2
805 kg / m
3
1000 kg / m
3
D,%-.8-5
ϒ%*g m
ϒ%8-5 g/
3
m
¿ (9.81 )
ϒ%08(0.-5 $/ m
2
s
3
PROBLEMA 3 !na probeta graduada contiene 5--ml de un cierto líquido y pesa 8$. Determine el peso específico1 gravedad específica y la densidad del líquido. SO!"#O$
2%8$ %5--ml
%-.54
−3 3 10 m
ϒ%
P V
ϒ%
8 N −3 3 0.5 x 10 m
ϒ%'+ $/ *% *%
m
3
ϒ
g 16 K
N / m
9.81 m
/s
3
2
*%'+3-.(8( g/
m
3
ρ
D,% D,%
ρh o a 4 º C 2
1630.989 kg / m 1000 kg / m
3
3
D,%'.+3'
PROBLEMA 4 La variación de la densidad de agua() con la temeratura(!)" en el rango 2#$%6!6
%$*g/ m
3
¿
((8.&
((0.'
((5.0
(().'
((&.&
((-.&
(88.'
&-
&5
3-
35
)-
)5
5-
7"9
!se los datos de la tabla y determine la ecuaci:n empírica de la 2
forma *%a ;b7;c T 1 usando esta ecuaci:n realice la predicci:n de la densidad para el rango establecido. "ompare los datos predic
y
&&5 335 ))5 5-
((8.& ((0.' ((5.0 (().' ((&.& ((-.& (88.'
polinomi al ((8.'() ((0.--5 ((5.+'' (().-'& ((&.&-8 ((-.'(( (80.(85
@%f49
*%f79
y 1000 998
f(x) = 1005.63 0+ x )1000.95 f(x) = - 0x^2 - exp( 0.05 x R² = 0.99 R² = 1
PROBLEMA & a viscosidad cinem>tica y la gravedad específica de un líquido es 3.54 10 m / s y -.0( respectivamente. ="u>l es la viscosidad 2
2
din>mica del líquido en unidades del S#?? SO!"#O$ %3.54 D,%-.0(
−2 2 10 m
/s
ρ ρ h o a 4 ºC
%-.0(
2
3
ρ
%-.0( 1000 kg / m 9
ρ
%0(-
μ
% ρ
μ
% 0(-
μ
%&0.+5 $.s/
3
kg / m
3
kg / m
9 3.54 m
−2 2 10 m
/s
9
2
Pro,lema -
a viscosidad de un cierto fluido es 5EA) poise. Determine esta viscosidad en unidades del S#. SO!"#O$ ' poise%-.'2a.s
5EA) poise%5EA)-.' 2a.s9%5EA5 2a.s En el S#
5EA) poise%5EA5 $.s/
m
2
Pro,lema . !se los datos de viscosidad del aire dados en la tabla $B &1 para las temperaturas de -1 &-1 )-1 +-1 8-1 '--"1 para determinar las constantes " y S de la ecuaci:n siguiente 3 /2
μ
%
C T T + S
Donde 7 en grados elvin %&03.'5 ; "91 sugerencia rescribir la ecuaci:n a la forma lineal1 siguiente 3 /2
Y 1.7502E05 1.8260E05 1.9019E05 1.9777E05 2.0535E05 2.1294E05
Y 2.5000E-05 2.0000E-05
f(x) = 0x + 0 R² = 1
1.5000E-05 1.0000E-05 5.0000E-06 0.0000E+00 260
280
300
320
340
360
"OF2G,G$DO 3 /2
y%)EA-87 ; 0EA-+
con
T µ
1
%
C
7;
S C
380
1
C
%)EA-8
H
"%&.5-E;-0
S C
%0EA-+
S%5E;-&
Pro,lema / a viscosidad de la sangre se puede determinar midiendo el
esfuerIo cortante y de la raI:n de deformaci:n del corte dC/dy en un viscosímetro1 utiliIando los datos de la tabla siguiente. Determine si la sangre puede ser considerada como un fluido $eJtoniano.
t( N / m
2
)
0.04
0.06
0.12
0.18
0.3
0.52
1.12
2.1
2.25
4.5
11.3
22.5
45
90
225
450
dC/dy −1
s
9
SO!"#O$ X
Y 0.04 0.06 0.12 0.18 0.3 0.52 1.12 2.1
2.25 4.5 11.3 22.5 45 90 225 450
Y 500 450 f(x) = 218 .96x - 15.2 R² = 1
400 350 300 250 200 150 100 50 0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
PROBLEMA 1# !na capa de agua desciende por una superficie inclinada fiKa con el perfil de fluKo de la figura
< y h
L..
2
A
y 2 h
y
!
μ U
% &
Determinar la magnitud y direcci:n del esfuerIo cortante que eKerce el agua sobre la superficie fiKa para !%3m/s y <%-.' m
SO!"#O$
t t
%
μ
%
μ
dμ dy
&!
y
1
h
A
2
h
99
,eemplaIando ! y < 0.1 m
t
%
&3m/s9
μ
t
%
t
%+
μ
1 0.1 m
A
¿ ¿ ¿
y
¿
9
9
+- M +--y9 0 μ
' M '-y9
PROBLEMA 11 En la tabla siguiente se muestran los valores de torque y velocidad angular obtenidos de un viscosímetro que se muestra en la fig. '1 donde sus dimensiones son las siguientes R0 %+3.5 mm1 Ri %+&.& mm y l%'&0 mm .determine la viscosidad din>mica del líquido ensayado utiliIando estos datos a un aKuste de curvas del tipo lineal. El torque relacionado con la velocidad angular esta dado por
7%
2 Ri
3
lμ R 0− Ri
T(!) Nrad/s9
N 1 17.8
Soluci:n x
" 1
17.8
2 35.3
3 53.6
4 71.5
5 88
6 106.6
2 3 4 5 6
35.3 53.6 71.5 88 106.6
@%f49
y 120 100
f(x) = 17.71x + 0.13 R² = 1
80 60 40 20 0
0
1
2
3
4
5
Entonces aKustando a la ecuaci:n lineal dada tenemos @%'.00E;-' ; '.33EA-' comparando con 7%