7.22 E. E. La figura 7.26 muestra el arreglo de un circuito para un sistema hidráulico. La bomba extrae desde un depósito aceite cuya gravedad específica es de 0.90, y lo transmite al cilindro hidráulico. El cilindro tiene un diámetro interno de 5.0 pulg, y el pistón debe recorre 20 pulg en 15 s mientras ejerce una fuerza de 11 000 Ib. Se estima que en la tubería de succión hay perdida de energía de 11.5 lb*pie/lb, y de 35.0 lb*pie/lb en la tubería de descarga. Ambas tuberías son de acero de 3/8 de pulg cedula 80. Calcule lo siguiente: a. Flujo volumétrico a través de la bomba. b. Presión b. Presión en el cilindro. c. Presión a la salida de la bomba. d. Presión d. Presión en la entrada de la bomba. e. Potencia que la bomba trasmite al aceite. 7.28M 7.28M El sistema de la fisura 7.31 envía 600 L/min de agua. La salida va directa a la atmosfera. Determine las pérdidas de energía en el sistema. 7.29M Por el tubo de la figura 7.32 fluye keroseno (sg = 0.823) a 0.060 m 3/s. Calcule la presión en el punto B si la pérdida total de energía en el sistema es de 4.60 N*m/N. 10.39 E. E. Un sistema de tubería para una bomba contiene una te, como se aprecia en la figura 10.33, con el fin de permitir la medición de la presión en la salida de la bomba. Sin embargo, no existe flujo en la línea que lleva al instrumento. Calcule la perdida de energía conforme circulan 0.40 pie3/s de agua a 50 °F a través de la te. 11.15 M. M. A través del sistema que se muestra en la figura 11.20 circula agua a 40 °C, del punto A al B. Determine el flujo volumétrico del agua si entre los dos depósitos hay una distancia vertical de 10 m. los codos son estándar. 4.1. A 4.1. A través de una tubería de acero circula agua a 25 °C. El diámetro nominal de la tubería cédula 40 es de 2 pulgadas con una longitud de 125 m y transporta un caudal de 189 L/min. Calcula el número de Reynolds, el factor de fricción y las pérdidas por fricción. 4.2. 4.2. Determine las pérdidas causadas por la fricción en una tubería horizontal de hierro forjado de 150 m de longitud y 30 cm de diámetro interno. Por esta tubería circulan 150 L/s de agua a 20 °C. 4.3. 4.3. Calcule la potencia que se requiere para bombear aceite de densidad relativa 0.85 y viscosidad 3 cps a razón de 4 L/s, a través de una tubería de acero de 2 pulgadas Cd 40 y 100 m de longitud. La tubería es horizontal y la presión de descarga es la misma que la presión de entrada. Si como consecuencia de la corrosión y de la formación de costras la rugosidad se incrementa 10 veces, ¿En qué % se aumentará aumentará la otencia de bombeo re uerida? 4.4. 4.4. Por una tubería horizontal de 40 mm de diámetro interno fluye agua con una velocidad media de 2 m/s. la tubería está conectada mediante una reducción a otra de 50 mm de diámetro interno. Se dispone de un tubo de vidrio vertical en el punto A 30 cm antes de la conexión y otro en B 30 cm después de la misma. El agua fluye de A a B. Calcúlese la diferencia entre los niveles de agua en los dos tubos. 4.11. Se 4.11. Se deben bombear 1.25 L/s de agua a través de una tubería de acero de 1 pulgada Cd 40 y 30 m de longitud hasta un depósito que está 12 m más alto que el punto de captación del agua. Calcule la potencia que se requiere si el proceso se lleva a cabo a 25 °C. 4.12. 4.12. Se bombea agua a 15 °C a razón de 380 L/min desde un depósito hasta un tanque elevado 5 m sobre el almacenamiento. Se va a usar tubería de 3 pulgadas Cd 40 de acero desde el tanque de almacenamiento a la bomba y una de 2 pulgadas Cd 40 para llevar el agua hasta el tanque elevado. Calcule el consumo de potencia de la bomba si la eficiencia es de 70 %.
4.16. Un sistema de bombeo extrae 600 gal/min de agua de un estanque a la parte superior de un almacén en donde se verifica el lavado a presión. El sistema está formado por tubería de hierro cédula 40. - Carga de la bomba: La toma está a 2 m debajo de la superficie del estanque. Diámetro tubería: 6 pulgadas. Longitud de la tubería: 60 m, 1 válvula de globo totalmente abierta, 1 válvula de compuerta totalmente abierta, 5 codos de 90°. - Descarga de la bomba: Descarga 30 m sobre la superficie del estanque. Diámetro tubería: 6 pulgadas. Longitud tubería: 20 m, 1 válvula de globo totalmente abierta, 2 codos 90°, reducción a 4 pulgadas. Longitud: 75 m, 1 válvula de retención convencional, 1 válvula de globo totalmente abierta, 5 codos 90 °C. Se requiere que la presión de descarga del agua sea de 3 atm. Calcular la potencia de la bomba, siendo la eficiencia de 65 % y la temperatura de 25 °C. 8.61. Una tubería horizontal tiene una expansión repentina desde D1=8 cm hasta D2 =16 cm. La velocidad del agua en la sección más pequeña es de 10 m/s y el flujo es turbulento. La presión en la sección más pequeña es P 1=300 kPa. Cuando se considera el factor de corrección de energía cinética como 1.06 tanto en la entrada como en la salida, determine la presión corriente abajo P 2, y estime el error que habría ocurrido si se hubiera usado la ecuación de Bernoulli. 8.78. Un tanque de agua lleno con agua que el sol calentó a 40°C servirá para duchas en un campo que usa flujo impulsado por gravedad. El sistema incluye 20 m de tubería de hierro galvanizado de 1.5 cm de diámetro con cuatro codos esquinados de 90° sin álabes directores y una válvula de globo totalmente abierta. Si el agua fluye a una razón de 0.7 L/s a través de la ducha, determine qué tan alto, del nivel de salida de la ducha, debe estar el nivel del agua en el tanque. No considere las pérdidas en la entrada y la regadera, e ignore el efecto del factor de corrección de ener ía cinética. 12.7. Calcule la temperatura de estancamiento y la presión de estancamiento para las siguientes sustancias que fluyen en un ducto: a) helio a 0.25 MPa, 50°C y 240 m/s; b) nitrógeno a 0.15 MPa, 50°C y 300 m/s, y c ) vapor de agua a 0.1 MPa, 350°C y 480 m/s. 12.19. Determine la velocidad del sonido en aire a a) 300 K y b) 1 000 K. Determine también el número de Mach de un avión que vuela a una velocidad constante de 240 m/s para ambos casos. 12.20. Entra dióxido de carbono a una tobera adiabática a 1 200 K a una velocidad de 50 m/s y abandona la tobera a 400 K. Considerando calores específicos constantes e iguales a sus valores a temperatura ambiente, determine el número de Mach. a) En la entrada y b) en la salida de la tobera. Evalúe la precisión de la suposición de calores específicos constantes. 12.102. Considere una cámara de combustión tubular de un diámetro de 12 cm. Entra aire al tubo a 500 K, 400 kPa y 70 m/s. Se quema combustible con poder calorífico de 39 000 kJ/kg al inyectarlo al aire. Si el número de Mach a la salida es 0.8, determine la razón de flujo de masa a la cual se quema el combustible y la temperatura a la salida. Considere una combustión completa y desprecie el aumento de flujo de masa debido a la inyección del combustible. 8.7. Se debe bombear agua a 20°C desde un depósito ( z A =5 m) a otro depósito a una elevación mayor ( z B =13 m) a través de dos tuberías de 36 m de largo conectadas en paralelo, como se muestra en la figura. Las tuberías son de acero comercial, y los diámetros de las dos tuberías son 4 y 8 cm. El agua se bombeará mediante un acoplamiento motor-bomba con una eficiencia del 70 por ciento que extrae 8 kW de potencia eléctrica durante la operación. Las pérdidas menores y la pérdida de carga en las tuberías que conectan las uniones de las tuberías paralelas a los dos depósitos se consideran despreciables. Determine la razón de flujo total entre los depósitos y la razón de flujo a través de cada una de las tuberías paralelas.
