Una manguera de jardín unida a una tobera se usa para llenar una cubeta de 20 galones. El diámetro interior de la manguera es de 1 pulg y se reduce a 0.5 pulg en la salida de la tobera. Si la velocidad promedio en la manguera es de 8 pies/s, determine a) los flujos volumétrico y másico de agua por la manguera, b) el tiempo que toma llenar con agua la cubeta y c ) la velocidad promedio del agua en la salida de la tobera.
5-7 A
una tobera entra aire de forma permanente a 2.21 2.21 kg/m 3 y 40 m/s, y sale a 0.762 kg/m 3 y 180 m/s. Si el área de entrada de la tobera es 90 cm 2, determine a) el flujo másico por la tobera y b) el área de salida de la tobera.
Una secadora de pelo es básicamente un ducto de diámetro constante en el que se colocan algunas capas de resistores eléctricos. Un pequeño ventilador empuja el aire y lo fuerza a pasar por los resistores, donde se calienta. Si la densidad del aire es 1.20 kg/m 3 en la entrada y 1.05 kg/m 3 en la salida, determine el incremento porcentual de la velocidad del aire a medida que pasa por la secadora. Aire cuya densidad es 0.078 lbm/pie3 entra al ducto de un s istema de aire acondicionado a un flujo volumétrico constante de 450 pies 3/min. Si el diámetro del ducto es 10 pulg, determine la velocidad del aire en la entrada del ducto y el flujo másico del aire.
5-9E Aire
cuya densidad es 0.078 lbm/pie3 entra al ducto de un s istema de aire acondicionado a un flujo volumétrico constante de 450 pies 3/min. Si el diámetro del ducto es 10 pulg, determine la velocidad del aire en la entrada del ducto y el flujo másico del aire.
Un recipiente rígido de 1 m 3 contiene al inicio aire cuya densidad es de 1.18 kg/m 3. El recipiente se conecta a una línea de suministro de alta presión mediante una válvula, ésta se abre y el aire entra al recipiente hasta que la densidad en éste aumenta a 7.20 kg/m 3. Determine la masa del aire que ha entrado al recipiente. 5-10
El ventilador del baño de un edificio tiene un f lujo volumétrico de 30 L/s y opera sin interrupción. Si la densidad del aire en el interior es de 1.20 kg/m 3, determine la masa del aire expulsado en un día.
Una computadora de escritorio se enfría mediante un ventilador cuyo flujo es de 0.34 m 3/min. Determine el flujo másico de aire a través del ventilador a una altura de 3 400 m, donde la densidad del aire es 0.7 kg/m 3. También, si la velocidad promedio del aire no debe pasar de 110 m/min, determine el diámetro de la cubierta del ventilador.
En una sala para fumadores se acomodará a 15 personas que fuman mucho. El requerimiento mínimo de aire fresco para salas de fumadores es de 30 L/s por persona Determine el flujo mínimo requerido de aire fresco que se debe suministrar a la sala y el diámetro del ducto si la velocidad del aire no debe ser mayor a 8 m/s.
El requerimiento mínimo de aire fresco dentro de un edificio residencial se especifica como 0.35 cambios de aire por hora. Es dec ir, 35 por ciento del aire contenido en una residencia debe ser remplazado cada hora por aire fresc o del exterior. Si mediante un ventilador se s atisfará el requerimiento de ventilación de una residencia de 2.7 m de altura y 200 m 2, determine la capacidad de flujo en L/min del ventilador que se necesita instalar. También determine el diámetro del ducto si la velocidad del aire no debe ser mayor a 6 m/s.
5-15 A
una tubería de 28 cm de diámetro entra aire en forma permanente a 200 kPa y 20°C con una velocidad de 5 m/s. El aire se calienta a medida que fluye y sale de la tubería a 180 kPa y 40°C. Determine a) el flujo volumétrico del aire en la entrada, b) el flujo másico del aire y c ) la velocidad y el flujo volumétrico en la salida.
A una tubería de 28 cm de diámetro entra refrigerante 134a en forma permanente a 200 kPa y 20°C con una velocidad de 5 m/s. El refrigerante gana calor a medida que fluye y sale de la tubería a 180 kPa y 40°C. Determine a) el flujo volumétrico del refrigerante en la entrada, b) el flujo másico del refrigerante y c) la velocidad y el flujo volumétrico en la salida. 5-16
Un sistema de calentamiento de agua posee un recipiente de almacenamiento de 300 L lleno inicialmente con agua caliente a 45°C. Ésta se saca del recipiente por medio de una manguera de 2 cm de diámetro a una velocidad promedio de 0.5 m/s, mientras que el agua fría entra al recipiente a 20°C a una tasa de 5 L/min. Determine la cantidad de agua en el recipiente después de un periodo de 20 minutos. Suponga que la presión en el recipiente permanece cons tante en 1 atm.
De una olla de presión, cuya presión de operación es 30 psia, sale vapor. Se observa que la cantidad de líquido en la olla disminuyó en 0.4 gal durante 45 minutos después de impuestaslas condiciones estables de operación. El área de sección transversal de la abertura de salida es de 0.15 pulg2. Determine a) el flujo másico del vapor y la velocidad de salida, b) las energías total y de flujo del vapor por unidad de masa y c) la tasa a la que la energía sale de la olla con el vapor.
c) 5-22 Al
compresor de un sistema de refrigeración entra refrigerante 134a como vapor saturado a 0.14 MPa, y sale como vapor sobrecalentado a 0.8 MPa y 60°C a una tasa de 0.06 kg/s. Determine la tasa de transferencia de energía por masa que entra y sale del compresor. Suponga que las e nergías cinética y potencial son insignificantes.
Una casa se mantiene a 1 atm y 24°C, y el aire caliente contenido dentro es forzado a salir a una tasa de 150 m3/h como resultado del aire exterior a 5°C que se infiltra por las fisuras. Determine la tasa de pérdida neta de energía de la casa debido a la transferencia de masa. 5-23
El aire fluye de manera estable en una tubería a 300 kPa, 77°C y 25 m/s a una tasa de 18 kg/min. Determine a) el diámetro de la tubería, b) la tasa de flujo de energía, c) la tasa de transportación de energía por masa y d ) el error que se produce en el inciso c) si se ignora la energía cinética. 5-24
A una tobera adiabática entra aire en forma estable a300 kPa, 200°C y 30 m/s, y sale a 100 kPa y 180 m/s. El área de entrada de la tobera es de 80 cm 2. Determine a) el flujo másico por la tobera, b) la temperatura de salida del aire y c) el área de salida de la tobera. 5-30
A una tobera entra vapor a 5 MPa y 400°C en forma permanente con una velocidad de 80 m/s, y sale a 2 MPa y 300°C. El área de entrada de la tobera es de 50 cm 2 y el calor se pierde a una tasa de 120 kJ/s. Determine a) el flujo másico del vapor, b) la velocidad de salida del vapor y c) el área de salida de la tobera. 5-32
5-33E A
una tobera entra aire en forma permanente a 50 psia, 140°F y 150 pies/s, y sale a 14.7 psia y 900 pies/s. Se estima que la pérdida de calor desde la tobera es de 6.5 Btu/lbm de aire que fluye. El área de entrada de la tobera es 0.1 pie2. Determine a) la temperatura de salida del aire y b) el área de salida de la tobera.
A una tobera adiabática entra vapor a 3 MPa y 400°C en forma permanente con una velocidad de 40 m/s, y sale a 2.5 MPa y 300 m/s. Determine a) la temperatura de salida y b) la relación del área de entrada con lade salida, A1/ A2.
You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.
Download With Free Trial
A una tobera adiabática entra dióxido de carbono en forma permanente a 1 MPa y 500°C, con un flujo másico de 6 000 kg/h y sale a 100 kPa y 450 m/s. El área de entrada de la tobera es de 40 cm 2. Determine a) la velocidad de entrada y b) la temperatura de salida
A una tobera adiabática entra refrigerante 134a a 700 kPa y 120°C en forma permanente con una velocidad de 20 m/s, y sale a 400 kPa y 30°C. Determine a) la velocidad de salida y b) la relación del área de entrada con la de salida, A1/ A2.
A un difusor entra aire a 80 kPa, 27°C y 220 m/s a una tasa de 2.5 kg/s, y sale a 42°C. El área de salida del difusor es 400 cm2 y se estima que durante este proceso el aire pierde calor a una tasa de 18 kJ/s. Determine a) la velocidad de salida y b) la presión de salida del aire
A un difusor adiabático entra gas nitrógeno a 60 kPa y 7°C en forma estable con una velocidad de 200 m/s, y sale a 85 kPa y 22°C. Determine a) la velocidad de salida del nitrógeno y b) la relación del área de entrada con la de salida, A1/ A2.
A un difusor entra refrigerante 134a en forma permanente como vapor saturado a 800 kPa con una velocidad de 120 m/s, y sale a 900 kPa y 40°C. A medida que pasa por el difusor, el refrigerante gana calor a una tasa d e 2 kJ/s. Si el área de salida es 80 por ciento mayor que la de entrada, d etermine a) la velocidad de salida y b) el flujo másico del refrigerante
} A una tobera entra vapor a 400°C y 800 kPa con una velocidad de 10 m/s y sale a 300°C y 200 kPa mientras pierde calor a una tasa de 25 kW. Para un área de entrada de 800 cm 2, determine la velocidad y el flujo volumétrico del vapor en la salida de la tobera
