TALLER DE REPASO. OPERACIONES DE TRANSFERENCIA CANTIDAD DE MOVIMIENTO Código 3007821. PERIODO 2011-03 Manómetros 1. Repasar los conceptos básicos de la estática en cualquier texto de mecánica de fluidos: unidireccionalidad de la presión, escalas de presión (absoluta, manométrica, de vacío), variación de la presión con la altura en fluidos con densidad (ρ) constante o variable, etc. Recordar que en dos puntos de un fluido a la misma altura (inclusive en vasos comunicantes) z + ρgh = z + γ h = constante. Aquí γ h = Pmanométrica
2. Si la presión del aire en una tubería es de 450 kPa, ¿qué lectura, H, habrá en un manómetro de tubo en U que contiene mercurio? Use h = 1,5 cm.
2.1 Ignore el peso de la columna de aire. 2.2 Incluya el peso de la columna de aire, suponiendo que T aire = 20 °C °C y calcule el e l porcentaje de error de la parte 2.1. 3. Determine la diferencia de presión entre la tubería que transporta agua y la que transporta aceite, según la siguiente figura.
4. En el manómetro de pozo inclinado de la figura, el fluido manométrico tiene una gravedad específica de 0,87. Ignorando el descenso del nivel del fluido en el tubo: 4.1 Calcule pA si L = 115 mm. 4.2 Si la longitud del brazo del manómetro es de 40 cm, calcule la máxima presión que se puede medir con este sistema.
5. Se sabe que la presión en la nariz de un avión que vuela a relativamente baja velocidad está relacionada con 2 la velocidad mediante P = ½ ρV (r, densidad del aire).
5.1 Determine la velocidad de un avión que vuela cerca de la superficie de la tierra si en un manómetro en U que mide la presión de la nariz se lee: (a) 6 cm H 2O (b) 3 in H2O (c) 10 cm H2O (d) 5 in H2O. 5.2 ¿Cómo se puede relacionar la presión medida en la nariz del avión con la velocidad del avión?. Deduzca la expresión. 6. ¿Cuál será la lectura del manómetro en la siguiente figura si H = 16 cm?
7. Si la presión en el aire del problema anterior se incrementa en 10 kPa, la magnitud de H se aproximará a: A. 8,5 cm B. 10,5 cm C. 16 cm D. 24,5 cm Hidrómetros 8. Repasar los conceptos del principio de Arquímedes (fuerza boyante, FB), flotación, balances de fuerzas en un hidrómetro. Recordar que en un hidrómetro FB = mhidrómetro.g = γ Vlíquido desplazado (V, y m, volumen y masa del hidrómetro respectivamente). 9. El hidrómetro mostrado en la figura sin cobre tiene una masa de 0,01 kg. Está diseñado para flotar a la mitad del vástago de 12 cm de longitud en agua pura. 9.1 Calcular la masa de cobre requerida. 9.2 Calcular la densidad mínima del líquido que puede ser leída. 9.3 Calcular la densidad máxima del líquido puede ser leída. Vástago
12 cm
15 cm Cobre
Ecuación de Bernoulli y ecuación general de energía mecánica 10. Repasar la deducción de la ecuación de Bernoulli, es decir la ecuación deducida después de aplicar la segunda ley de Newton a una partícula de fluido, a lo largo de una línea de corriente (sugerencia: revisar págs. 95-97, texto de Mecánica de Fluidos, M.C. Potter & D.C. Wiggert, 3ª ed. México, 2002). 11. Deduzca una expresión para calcular la velocidad del fluido transportado en el tubo de la figura (en función de P1 y P2). Consultar pp. 97-98 de Potter & Wiggert.
12. Deduzca la ecuación de funcionamiento de un medidor de flujo Venturi. A que otros medidores se asemeja?
