UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUETECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECANICA DE FLUIDOS II
1. En la figura 7.15 se aprecia un arreglo de prueba para determinar determinar la pérdida de energía conforme circula agua a través de una válvula. Calcule la pérdida pérd ida de energía si fluyen 0.10 pie3/s de líquido a 40 °F. Asimism o, calcule el coeficiente de resistencia K si la perdida de energia se expresa como K (v 2 /2g).
Docente: Ing. MSc. Abel Isaías Barrial Lujan
2.
El arreglo mostrado en la figura 7.16 se utiliza para medir la pérdida de energía en una válvula. La velocidad del flujo de aceite es de 1 .2 m/s. Calcule el valor de K si la pérdida de energía se expresa como K (v 2/2g).
Docente: Ing. MSc. Abel Isaías Barrial Lujan
Figura 7.16
3.
La bomba de la figura 7.20 envía agua del almacenamiento inferior al superior, a razón de 2.0 pie3/s. La pérdida de energía entre la tubería de succión y la entrada de la bomba es de 6 lb-pie/l b, y la que hay entre la salida de la bomba y el deposito superior es de 12 lb-pie/lb. Ambas tuberias son de acero de 6 pulg cedula 40. Calcule (a) la presion en la entrada de la bomba, (b) la presion en la salida de la bomba, (c) la carga total sobre la bomba y (d) la potencia que trasmite la bomba al agua.
figura 7.20
Docente: Ing. MSc. Abel Isaías Barrial Lujan
4.
Calcule la potencia que trasmite el aceite al motor de fluido de la figura 7.29, si el flujo volumétrico es de 0.25 m3/s. En el sistema de tubería hay una pérdida de energía de 1.4 N-m/N. Si el motor tiene una eficiencia de 75%
. figura 7.29
5.
Explique la importancia del teorema del transporte de Reynolds en la mecánica de fluidos y describa cómo se obtiene la ecuación del momento lineal a partir de él.
6.
Calcule el número de Reynolds para el flujo de 325 L/min de a fina a 10 °C en una tubería de acero estándar de 2 pulí], con espesor de pared de 0.065 pulg. ¿El flujo es laminar o turbulento?
7.
¿Cómo surgen las fuerzas superficiales en el análisis de la cantidad d e movimiento de un volumen de control? ¿Cómo puede minimizarse el número de fuerzas superficiales expuestas en el desarrollo del análisis?
8.
En una planta embotelladora de refrescos, el jarabe concentrado que se emplea para fabricar la bebida tiene una viscosidad cinematica de 17.0 centistokes a 80 °F. Calcule el numero de Reynolds para un flujo de 215 L/min de jarabe que circula a traves de un tubo de cobre de 1pulg tipo K.
9.
Por un tubo de acero de Va pulg y espesor de pared de 0.065 pulg, fluye aceite SAE 30 (sg = 0.89) a 45 L/min. Si el aceite está a 110 °C ¿el flujo es laminar o turbulento?
10. A través de un tubo de cobre de 1/2 pulg tipo K fluye agua a 75 °C a razón de 12.9 L/min. Calcule la diferencia de presión entre dos puntos separados 45 m, si el tubo está en posición horizontal. 11. Una tubería de acero de 3 pulg, cedula 40. tiene 5000 pies de longitud y conduce un aceite lubricante entre dos puntos A y B, de modo que el número de Reynolds es 800. El punto B esta 20 pies más arriba que el A. El aceite tiene una gravedad especifica de 0.90 y viscosidad dinámica de 4 X I0 ~4 lb-s/pies2. Si la presión en A es de 50 psig, calcule la presión en B. Docente: Ing. MSc. Abel Isaías Barrial Lujan
12. La figura 8.11 muestra una parte de un sistema de protección contra incendios donde una bomba impulsa agua a 60 °F desde un depósito y la lleva al punto B a razón de
13. En una granja se transporta agua a 60 °F. Desde un tanque de almacenamiento presurizado hasta un bebedero para animales, por medio de una tubería de 300 pies de longitud, de 1(1/2) pulg, cedula 40, como se ilustra en la fjgura 8.13. Calcule la presión de aire que se requiere sobre el agua del tanque con el fin de producir un flujo de 75 gal/min. 1500 gal/min.
14. Se suministra agua a una fábrica por una tubería de hierro fundido (ε=0.0046 cm) de 3.5 km de longitud y de 300 mm de diámetr o desde un deposito elevado. La cota del terreno en el sitio del depósito es de 130 m. La distancia del nivel del agua en el depósito es de 17 m. La cota del terreno en la fábrica es de 110 m. El agua a tener una presión de 25 mca en la fábrica. Calcular: a) ¿Qué a ltura deberá tener el nivel de agua en el depósito para asegurar en la fábrica un caud al de 100 lps en las mismas condiciones anteriores? ( v= 1 x 106)
15. Una patinadora que pesa 60 kg está parada sobre el hielo con sus patines (fricción despreciable). Sostiene una manguera flexible (esencialmente sin peso) que dirige un chorro de agua de 2 cm de diámetro en sentido horizontal paralela a sus patines. La velocidad del agua a la salida de la manguera es de 10 m/s. Si inicialmente está en reposo, determine a) la velocidad de la patinadora y la distancia que recorre en 5 s y b) cuánto tardará en avanzar 5 m y la velocidad en ese momento.
Docente: Ing. MSc. Abel Isaías Barrial Lujan
16. Se bombea agua a 60 °F desde una corriente hacia un almacenamiento cuya superficie está a 210 pies por arriba de la bomba. (Consulte la figura 8.18.) La tubería que va de la bomba al almacenamiento mide 2500 pies de largo, es de acero de 8 pulg, cedula 40. Si se bombean 4.00 pies3/s, calcule la presión en la salida de la bomba. Considere la perdida por fricción en la línea de descarga e ignore las demás 17. Si la presión en la entrada de la bomba descrita en el problema 8. 46 es -2.36 psig, calcule la potencia que la bomba trasmite al agua. (Consulte la figura 8.18.).
Figura 18
18. Un sistema de protección contra incendios incluye 1500 pies de tubería de acero de 10 pulg, cédula 40. Calcule la pérdida de energía en el tubo cuando conduce 1500 gal/min de agua.
19. Compare la perdida de carga que resultaría del flujo de 100 gal/min de agua que recorriera 1000 pies de tubería de acero nueva y limpia, cedula 40, para tamaños de 2 y 3 pulgadas
Docente: Ing. MSc. Abel Isaías Barrial Lujan
