UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA TACNA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
PRÁCTICA N° 4: Mecánica de Fluidos 1. Una regadora regadora tiene tiene 20 agujeros agujeros circulares cuyo radio radio es de 1.00mm. la regadera está conectada conectada a un tubo de 0.80 cm. de radio. Si la rapidez del agua en el tubo es de 3.0m/s, !on "ue rapidez saldrá de los agujeros de la regadera# 2. $l caudal de un %luido %luido "ue circula por una tuber&a tuber&a es de de 18 litros/segund litros/segundo. o. 'a (elocidad, (elocidad, en en m/s del 2 %luido en un punto en el "ue la secci)n trans(ersal es de 200cm es* 3. Un t+nel de agua tiene una secci)n trans(ersal trans(ersal circular circular "ue se acorta desde un diámetro de 3. m -asta la secci)n de prueba, cuyo diámetro es de 1.2 m. Si la (elocidad del agua es de 3 m/s en la tuber&a de mayor diámetro, determinar la (elocidad del %luido en la secci)n de prueba. . 'a (elocidad (elocidad del agua en una tuber&a tuber&a -orizontal -orizontal es de cm. de diámetro, diámetro, es de m/s y la presi)n presi)n de 1. atm. Si el diámetro se reduce a la mitad, calcule la presi)n atm en este punto. . e un etingu etinguidor idor contra contra incend incendios ios sale sale agua bajo bajo presi)n presi)n de aire, aire, como como se muestra en la %igura 4ue tanta presi)n de aire manom5trica arriba de la atmos%5rica se re"uiere para "ue el c-orro de agua tenga una (elocidad de 30 m/s cuando el ni(el del agua está a 0.0 m debajo de la bo"uilla#
. $n una tuber&a tuber&a -orizontal -orizontal %luye agua agua con una una (elocidad (elocidad de 2 m/s bajo bajo una presi)n presi)n de de 2,3 10 6/m. 'a tuber&a se estrec-a -asta la mitad, de su diámetro. !uál es la presi)n, en 7a, del agua en 5ste caso# 9. Un tubo tubo de :en :enturi turi tiene tiene 1 cm de radio radio en en su parte parte estrec estrec-a -a y 2cm en su parte anc-a. 'a (elocidad del agua en la parte anc-a es 0,1 m/s. ;allar la ca&da de presi)n en el tubo.
8.
$l dep)si dep)sito to de gran secci)n secci)n mostra mostrado do descar descarga ga agua agua libremente en la atm)s%era por el punto 3, de la tuber&a -orizontal. Si <2 = 10 cm2, <3 = cm 2 y el caudal de salida es de 10, litros/s. !alcule el (alor de* a 'a pres presi) i)n n en en el punt punto o2 b 'a al altura ;. ;. Rpta: 2=2,10 a y ;=22,m
>. or la tub tuber& er&a a -oriz -orizont ontal al de de 20 cm 2 de secci)n trans(ersal en la parte anc-a y 10 cm 2 en la parte delgada, circula agua. Si la altura de agua en los tubos (erticales < y ?, abiertos a la atm)s%era son - <= 1 cm y - ? = 10 cm. $ncuentre* a 'as (eloc (elocidad idades es del del l&"uido l&"uido en las las partes partes anc-a anc-a y delgada b $l caudal Rpta: a 0,9 m/s , 1,1 m/s@ b 11,10 A m3/s 10. $n agua "ue tiene un contenedor contenedor de tec-o abierto abierto cil&ndrico, -orizontal -orizontal y con una inclinaci)n de 3B, en la super%icie eterna se realiza la apertura de un pe"ueCo agujero.
UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL !alcular a 'a altura máima del agua "ue emergerá b $l agua lle(a máimo alcance -orizontal
11. $n una tuber&a -orizontal el diámetro de la secci)n trans(ersal más anc-a es de ,0 cm y de la más estrec-a es de 2,0 cm. or la tuber&a %luye un gas a la presi)n de 1,0 atm desde < -acia !, "ue tiene una densidad de 1,3 7g/m 3 y escapa a la atm)s%era en !. ρ;g = 13, 10 37g/m3. 'a altura del mercurio en el man)metro es de 1 cm. eterminar* a 'a presi)n del gas en la parte estrec-a de la tuber&a. b 'a (elocidad en la parte anc-a de la tuber&a. c $l caudal o gasto en la tuber&a. Rpta: a 0,9>10 a. b 1>, m/s. c 0,0m 3/s 12. or el tan"ue abierto "ue se muestra en la %igura %luye agua continuamente. $l área trans(ersal en el punto 2 es de 0,080 m 2@ en el punto 3 es de 0,010m 2. $l área del tan"ue es muy grande en comparaci)n con el área trans(ersal del tubo. eterminar* a 'a presi)n manom5trica en el punto 2. b $l gasto o caudal. Rpta: a ,>10 a@ b 0,200 m3/s 13. Un gran tan"ue de almacenamiento, abierto en la parte superior y lleno con agua, en su costado en un punto a 1 m abajo del ni(el de agua se elabora un ori%icio pe"ueCo. 'a relaci)n de %lujo a causa de la %uga es de 2.0 10 A3 m3/min. etermine* a 'a rapidez a la "ue el agua sale del ori%icio y b $l diámetro del ori%icio. 1. Una (illa mantiene un gran tan"ue con la parte superior abierta, "ue contiene agua para emergencias. $l agua puede drenar del tan"ue a tra(5s de una manguera de .0 cm de diámetro. 'a manguera termina con una bo"uilla de 2.20 cm de diámetro. $n la bo"uilla se inserta un tap)n de goma. $l ni(el del agua en el tan"ue se mantiene a 9.0 m sobre la bo"uilla. !alcule* a 'a %uerza de %ricci)n "ue la bo"uilla ejerce sobre el tap)n, b 4u5 masa de agua %luye de la bo"uilla en 2.00 - si se "uita el tap)n# y c !alcule la presi)n manom5trica del agua "ue circula en la manguera justo detrás de la bo"uilla. 1. < tra(5s de una manguera contra incendios de .3 cm de diámetro circula agua a una relaci)n de 0.0120 m3/s. 'a manguera termina en una bo"uilla de 2.20 cm de diámetro interior. !uál es la rapidez con la "ue el agua sale de la bo"uilla# 1. < tra(5s de una tuber&a constreCida como se muestra en la Figura 8, se mue(e agua en %lujo ideal estable. $n un punto, donde la presi)n es 2.0 10 a, el diámetro es de 8.00 cm. $n otro punto 0.00 m más alto, la presi)n es igual a 1.0 10 a y el diámetro es de .00 cm. $ncuentre la rapidez del %lujo en* a la secci)n in%erior, b en la secci)n superior y c encuentre la relaci)n de %lujo de (olumen a tra(5s de la tuber&a.
Fig. 8
19. Un legendario niCo -oland5s sal() a ;olanda al poner su dedo en un -oyo de 1.20 cm de diámetro en un di"ue. Si el -oyo estaba 2.00 m bajo la super%icie del Dar del 6orte densidad 1030 7g/m 3@ a !uál %ue la %uerza sobre su dedo#, b Si 5l -ubiera sacado el dedo
UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL del -oyo, durante "u5 inter(alo de tiempo el agua liberada llenar&a 1 acre 1 acre = 0.> m 2 de tierra a una pro%undidad de un pie# 18. $l tubo de :enturi consiste en una tuber&a -orizontal constreCida, tal como Fig. 9 se muestra en la Figura 9@ se usa para medir la rapidez de %lujo de un %luido incomprensible. etermine* a la rapidez del %lujo en el punto 2 de dic-a %igura y b la relaci)n de %lujo de %luido en metros c+bicos por segundo si se conoce la di%erencia de presi)n 1 = 2 = 21.0 E< y los radios son de 1.00 cm en el tubo de salida y 2.00 cm en el de entrada@ considere "ue el %luido es gasolina de densidad 900 7g/m 3. 1>. Un tan"ue cerrado "ue contiene un l&"uido de densidad ρ tiene un ori%icio en su costado a una distancia y 1 desde el %ondo del tan"ue como se muestra en la Figura 10. $l ori%icio está abierto a la atm)s%era y su diámetro es muc-o menor "ue el diámetro superior del tan"ue. $l aire sobre el l&"uido se mantiene a una presi)n . etermine* a la rapidez del l&"uido "ue sale del ori%icio cuando el ni(el del l&"uido está a una distancia - sobre el ori%icio, b la rapidez del l&"uido "ue sale del ori%icio cuando el tan"ue está abierto a la atm)s%era 'ey de Forricelli.
Fig. 10
20. Un si%)n de diámetro uni%orme se usa para drenar agua de un tan"ue como se ilustra en la Figura 11. Suponga %lujo estable sin %ricci)n. a Si - = 1.00 m, encuentre la rapidez del %lujo de salida en el etremo de si%)n y b 4u5 pasar&a si# !uál es la limitaci)n en la altura de la parte superior del si%)n sobre la super%icie del agua# para "ue el %lujo del l&"uido sea continuo, la presi)n no debe caer debajo de la presi)n de (apor del
l&"uido.
Fig. 11
