Ejercicios_11.pdf

! Problemas. Dinámica. Ecuaciones fundamentales

Por la pieza de la figura circula agua a 20ºC (densidad 1000 kg/m3). El caudal másico entrante en la sección 1 es de 540 kg/s. y la velocidad en la sección 3 es de 5 m/s. Calcular: 1.- Velocidad en la sección 1. 2.- Caudal másico saliente en sección 3. 3.- Velocidad en sección 2 4.- Caudal volumétrico en la sección 2.

Calcular la fuerza sobre un codo de 90º en una instalación de bombeo de 20 cm. de diámetro. La presión mas desfavorable que se prevé en el mismo está motivada por una parada imprevista de la bomba y tiene un valor de 25 bar.

Calcular la fuerza que ejerce el agua sobre el álabe de la figura, si el diámetro del chorro es de 0,1 m. y el caudal de 0,2 m3/s

Considerando el agua como fluido ideal, calcular la magnitud y la dirección de la fuerza resultante a aplicar sobre el álabe fijo. V1 = 12 m/s; D1 = 150 mm. En el álabe el caudal se divide en dos QB y QA, siendo este último una tercera parte del total entrante.

Sobre el problema anterior, deducir la misma cuestión si el álabe se mueve a velocidad horizontal de 4 m/s.

! Problemas. Dinámica. Ecuaciones fundamentales

Una placa cuadrada de espesor uniforme y 30 cm de lado está suspendida verticalmente por medio de una bisagra en el extremo superior. Cuando un chorro horizontal incide en el centro de la placa ésta es desviada un ángulo de 30º con la vertical. El chorro tiene 25 mm de diámetro y su velocidad es de 6 m/ s. Calcular la masa de la placa. El agua agota su velocidad después del impacto con la placa.

Una placa vertical tiene un orificio de borde afilado en su centro. Un chorro de agua de velocidad V golpea la placa concéntricamente. Obtener la fuerza externa necesaria para mantener fija la placa si el chorro que sale del orificio también tiene una velocidad V. Datos, V=5 m/s, D=100 mm y d=25 mm.

En la figura se muestra un rociador cónico. El fluido es agua y la corriente de salida es uniforme. Calcular: a) Espesor de la película del rocío a un radio de 400 mm b) Fuerza axial ejercida por el rociador sobre la tubería de alimentación.

Un chorro de agua de 5 cm. de diámetro choca con una compuerta cuadrada de 1,2 m. de lado y forma con la dirección del chorro una ángulo de 30º. La velocidad del chorro es de 20 m/s e incide en el centro de gravedad de la compuerta. Despreciando el rozamiento, ¿qué fuerza normal a la compuerta habrá que aplicar en el extremo opuesto a la bisagra para mantenerla en equilibrio?. El agua agota su velocidad después del impacto con la placa.

! Problemas. Dinámica. Ecuaciones fundamentales

Los datos de un codo horizontal del 60º en una conducción hidráulica son los siguientes: D1 = 6 m. ; D2 = 5 m. ; V1 = 15 m/s. ; P1 = 15 bar. Calcular la fuerza que el líquido ejerce sobre el mismo, a.- Cuando hay flujo. b.- Cuando hay una parada brusca que origina un golpe de ariete de 23 bar.

El codo de una tubería tiene un diámetro de entrada de 60 cm., de 30 cm. de salida y se encuentra en un plano horizontal. El codo es de 90º. Se transporta un aceite de densidad relativa 0,85. La pérdida de carga en el codo es de 1,07 m. y la presión a la entrada es de 293 kPa. Determinar la fuerza resultante ejercida por el aceite en el codo.

! Problemas. Dinámica. Ecuaciones fundamentales

La placa cubre el agujero de 125 mm de diámetro. ¿Cuál es la H máxima sin que haya fuga?

Un chorro cae desde un depósito en un plato sin peso que flota en la superficie de un segundo depósito. Si el volumen sumergido del plato es de 0,12 m3, calcular el peso del agua dentro del plato por debajo de la línea AB.

A través de un orificio de 7,5 cm de diámetro, cuyos coeficientes de velocidad y contracción son 0,95 y 0,65 respectivamente, fluye aceite de densidad relativa = 0,72. a) Lectura del manómetro A si la potencia del chorro es de 5,88 kW. b) Altura de un tubo de Pitot si fuese colocado a la salida del chorro

! Problemas. Dinámica. Ecuaciones fundamentales

Los datos de la conducción de la figura son D1=750 mm., D2=500 mm., P1=650 KPa, V1=2,8 m/s. Suponiendo que no hay rozamientos, calcular la fuerza horizontal resultante sobre el cono reductor cuando: a) el flujo de agua va hacia la derecha. b) el flujo de agua va hacia la izquierda. c) si existe rozamiento, analizar las respuestas anteriores.

Calcular la fuerza que han de soportar los pernos de unión de la tobera de la figura si el caudal de agua es Q = 0,6 m3/s, la energía a la entrada de la tobera es de 225 m y el diámetro de la conducción es 1 m. Despréciese la masa de la tobera

Una tubería de 60 cm. está conectada a una tubería de 30 cm. mediante un cono reductor normal. Para un caudal de 900 l/s de aceite (densidad = 0,85) y una presión de 2,8 kp/cm² en la sección 1, ¿cuál es la fuerza ejercida por el aceite sobre el cono reductor si se desprecian las pérdidas de carga en el mismo?

! Problemas. Dinámica. Ecuaciones fundamentales

El chorro mostrado incide sobre el álabe semicilíndrico de la figura que se encuentra en un plano vertical. Calcular la componente horizontal de la fuerza sobre el álabe. Despreciar toda fricción.

Un chorro simétrico y horizontal de aire con 10 mm de diámetro incide sobre un disco vertical de 200 mm de diámetro. La velocidad del chorro es de 50 m/s en la salida de la tobera. Se conecta un manómetro al centro del disco. Calcular: a) La altura h si el líquido tiene una densidad relativa de 1,75 b) La fuerza ejercida por el chorro sobre el disco (Densidad del aire = 1,23 kg/m3).

! Problemas. Dinámica. Ecuaciones fundamentales

Un cono reductor de 90º, se encuentra ubicado en la salida de una tubería, que descarga a la atmósfera, según se indica en la figura. Si D1 = 20 cm y D2 = 10 cm, determinar la fuerza que trata de desprender el codo de la tubería y el ángulo de dicha fuerza respecto del eje X. Despreciar el peso del agua, la diferencia de cotas y las pérdidas. Densidad relativa del mercurio : 13,6

! Problemas. Dinámica. Ecuaciones fundamentales

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Un aceite de densidad relativa 0,75 está fluyendo a través de la boquilla mostrada en la figura y desequilibra la columna de mercurio en U. Determinar el valor de h si la presión en A es de 1,40 kp/cm². Densidad relativa del Hg = 13,6.

! Problemas. Dinámica. Ecuaciones fundamentales

Dos chorros de agua de 2.5 cm. de diámetro fluyen por la sección terminal de la tubería de la figura. La velocidad del agua en la tubería de 10 cm. de diámetro es de 2.5 m/s. Si el manómetro marca una presión Pm, determinar la fuerza que debe resistir la brida para que la tapa con los dos orificios permanezca en su posición. Despreciar el peso del líquido, la diferencia de cotas y las pérdidas por rozamientos.

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