Ejercicios de Mecanica de Fluidos

EJERCICIOS DE MECANICA DE FLUIDOS 1. Sabiendo que la velocidad del agua en una tuberia es de 6 cm de diametro interno es de 2 m/s, halar la velocidad que adquiere al circular por una seccion de la tuberia de la mitad de diametro. Solucion. Datos D1= 6cm D2= V1= 2(m/s) V2=??

(

(

)

)

2. Considere una tuberia 20 pulg de diametro, el liquido a transportarse es agua con una gravedad especifica de 1, el punto inicial “A” tiene una elevacion de 100ft y el punto final “B” tiene una elevacion de 200 ft la presion en el punto A es de 500 psi. Calcular la presion en el punto B. Solucion Datos Dint=20 pulg GE=1 Pa=500psi Pb=? Utilizando la ecuacion de bernoulli

1

(

)

………1

El peso especifico es: Remplazando valores (

) (

)

Llevando la presion a Pa

Reemplazando los resultados en1 (

)

3. Si la bomba “B” transfiere al fluido a 70 CV cuando el caudal del agua es de 200 (litro/ seg). A que elvacion puede situarse el deposito “D”. Solucion Datos Q=200( Pott=70 (

)=0.2 )

η=75

Analizando los puntos A-D

…….1 Sabiendo que la potencia es: P

2

Para las perdidas primarias notese que en las perdidas por friccion hay 2 cambios de diametro a considerar Para perdidas primarias

con la ecuacion de darcy Weisbach ……..2

Para la

( ) Reemplazando en 2

Para ……..3

Reemplazando en 3

Para perdidas secundarias ( (

) )

Reemplazando en 1

4. Esta fluyendo un aceite desde el deposito atravez de una tuberia de fundicion asfaltada de 15 cm y 150 m de longitud hasta el punto B como se muestra en la figura¿Qué presion tendra que actuar sobre A para que circulen 13.00(litro/seg) de aceite? y

.

3

Solucion Datos D=0.15 m L=150 m Pa=?? (kg/cm2) Q=13 (L/seg)

Utilizando la ecuacion de energia

….1 Calculando la densidad (

(

)

)

Calculando la

Para

con la ecuacion de darcy Weisbach

Reemplazando en 1

(

)

4

5. Atravez de la tuberia de la figura circulan 0.22 (

) de agua y las

presiones en A y B son iguales respectivamente a 150 kPa y 0.34.5 KPa. Determinar la potencia por la corriente agua a la turbina. Solucion Datos

Q=0.22(

)

Utilizando la ecuacion de energia:

………………………..1

Calculando la V1 y v2

Reemplazando en 1

6. En la figura se muestra una parte de un sistema de proteccion contra incendios en el cual una bomba saca 60ºF de un recipiente y la transporta al punto B con una rapidez de flujo de 1500 (gal/min) 2.35 1.5 ft. ( )

5

a) Calcule la altura Zc, requerida para el nivel de agua ene el tanque, con el fin de mantener 5.0 ( ) relativa de presion en el punto A. b) Suponiendo que la presion de A es de 5.0 (

) relativa

calcule la potencia transmitida por la bomba al agua con el fin de mantener la presion en el punto B a 25 ( ) relativa. Incluya cualquier perdida de energia debido a la friccion, pero desprecie cualquier otra forma de perdida de energia. Solucion Datos Q=1500 gal/min (

)

a) H1=?? Pa=5( ) b) Pott=?? Pb=85 Solucion Realizando conversiones

(

Pa=

)

( (

Pb=

)

)

Utilizando la ecuacion de energia

…….1 Calculando …..2 Calculando v

6

Calculacando reynold

Calculando la rugosidad relativa

Calculando la friccion *

(

)

√

+

F sup F cal 0.020 0.015 0.015 0.015 0.015 0.016 Reemplazando en 2 la friccion

Reemplazando en 1

Calculando la potencia P

Utilizando la ecuacion de energia

7. Agua a 60ºF esta siendo bombeada desde una corriente hasta un tanque cuya superficie es a 210 FT por encima de la bomba. El conducto de succesion e impusion es de diametro 0.6651 ft.

7

Si se bombean 4 (

) cuya longitud de impulsion de conducto es

de 300 ft. a) Calcule la presion a la salida de la bomba. Tome en cuenta las perdidas por friccion en el conducto de expulsion y desprecie cualquier otro tipo de perdidas de energia b) Calcule la potencia transmitida por la bomba al agua si la presion de entrada a la bomba es de -2.36 ( ) relativa.

8.

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