Problem As

Problemas 16-03-2011 1ra.Semana. Problema 01

1.1 Original - A gas at 20°C may be considered rarefied, deviating from the continuum

concept, when it contains less than 1012 molecules per cubic millimeter. If Avogadro¶s number is 6.023 E23 molecules per mole, what absolute pressure (in Pa) for air does this represent? 1.1. Traducción-Un gas a 20°C puede ser considerado enrarecido, derivándose desde el concepto de continuo, si este contiene menos de 10 12 moléculas por mm3. Si el número de Avogadro es moléculas por mol, ¿Qué presión absoluta de aire representa esto (en [kPa.])? Solución:

                                                                                                           

La densidad del aire contenido es

De la ecuación general de los gases; 20ºC=293[K]

ra

1 .Semana. Problema 02 2.33

Original. In Fig. P2.33 the pressure at point A is 25 [lbf/in2]. All fluids are at

20°C. What is the air pressure in the closed chamber B, in Pa? 2.33

Traducción En la figura. figura . P2.33 la presión en el punto punto A es de 25 [lbf/in2]. Todos

los fluidos están a 20 ° C. ¿Cuál es la presión de aire en la cámara B cerrados, en Pa?

   

                     

1ra.Semana. Problema 03

P2.44 Original Water flows downward in a pipe at 45°, as shown in Fig. P2.44.The   pressure drop p1- p2 is partly due to gravity and partly due to friction. The mercury manometer reads a 6-in height difference. What is the total pressure drop p 1 - p2 in lbf/in2? What is the pressure drop due to friction only between 1 and 2 in lbf/in2? Does the manometer reading correspond only to friction drop? Why? 2.44

traducción El agua fluye hacia abajo en una tubería de 45 °, como se muestra en

la figura. Caída de presión P2.44.The p 1-p2 se debe en parte a la gravedad y, en parte debido a la fricción. El manómetro de mercurio lee un 6 en la diferencia de altura. ¿Cuál es la caída de presión total p1 - p2 en lbf/in2? ¿Cuál es la caída de presión debido a la fricción sólo entre 1 y 2 en lbf/in2? ¿La lectura del manómetro corresponde sólo al decremento de la fricción? ¿Por qué?

Solución h distancia altura 2

                                   

Los manómetros solo toman la lectura de la fricción perdida



Bibliografía y

Frank M. White; Fluid Mechanics; 4ed; Mc Graw Hill, problema 1.1; 2.33; 2.44

23-03-2011 da

2 .Semana. Problema 01

3.9. Original. A laboratory test tank contains seawater of salinity S  and density. Water  enters the tank at conditions ( S 1, 1,  A1, V 1) and is assumed to mix immediately in the tank. Tank water leaves through an outlet  A2 at velocity V 2. If salt is a ³conservative´  property (neither created nor destroyed), use the Reynolds transport theorem to find an expression for the rate of change of salt mass  M salt within the tank. 3.9 Traducción. Un laboratorio analiza un tanque contenedor de agua marina de una salinidad S y una densidad . Agua entra en el tanque a condiciones ( S 1, 1,  A1, V 1) y se asume que se mezcla inmediatamente en el tanque. El tanque de libera agua por medio de una salida A2 a una velocidad V 2. Si la sal es una propiedad ³conservativa´(no se crea ni se destruye), use el teorema de transporte de Reynolds para encontrar una expresión para apreciar el cambio de masa de sal M sal dentro del tanque.

Solución: la salinidad por definición S=sal/. Por ser conservativo la sustancia no se crea ni se destruye, se toma un volumen de control

                               

da

2 .Semana. Problema 02

P1.29 Original A compressed-air tank holds 5 ft3 of air at 120 lbf/in 2 ³gage,´ that is, above atmospheric pressure. Estimate the energy, in ft-lbf, required to compress this air  from the atmosphere, assuming an ideal isothermal process.

1.29 Traducción Un tanque de aire comprimido tiene capacidad para 5 ft 3 de aire a 120 2

lbf/in "medidor", es decir, sobre la presión atmosférica. Estimación de la energía, en   pies-libras, necesaria para comprimir el aire de la atmósfera, suponiendo un proceso isotérmico ideal. Solución:

                              



Para cambios isotermicos

               



2da.Semana. Problema 03

P1.37 Original A near-ideal gas has a molecular weight of 44 and a specific heat cv = 610 J/(kg·K). What are (a) its specific heat ratio, k, and (b) its speed of sound at 100°C?

1.37 Traducción Un gas casi ideal tiene un peso molecular de 44 y un calor específico cv = 610 J / (kg · K). ¿Cuáles son (a) su relación de calor específico, k, y (b) la velocidad del sonido a 100 º C? Solución:

                                   

100ºC=373ºK 

Bibliografía y

Frank M. White; Fluid Mechanics; 4ed; Mc Graw Hill, Problema 3.9; 1.29; 1.37

30-03-2011 ra

3 .Semana. Problema 01

3.79. Original. Air at 20°C and 1 atm enters the bottom of an 85° conical flowmeter  duct at a mass flow of 0.3 kg/s, as shown in Fig. P3.79. It is able to support a centered conical body by steady annular flow around the cone, as shown. The air velocity at the upper edge of the body equals the entering velocity. Estimate the weight of the body, in newtons. 3.79. Traducción. Aire a 20 ºC y 1 atm entra al fondo de flujometro ducto- cónico de 85º con un flujo de masa de 0.3 [kg/s], como se indica en la figura. Este es capaz de soportar un cuerpo cónico centrado por un flujo anular  firme alrededor del cono, como se indica. La velocidad del aire en el borde superior del cuerpo es igual a la velocidad entrante. Estime el peso del cuerpo, en newtons. Solución: Primero estimamos la velocidad en la entrada del tubo

                                                                   º



3ra.Semana. Problema 02

P3.43 Original. Water at 20°C flows through a 5-cm-diameter pipe which has a 180° vertical bend, as in Fig. P3.43. The total length of pipe between flanges 1 and 2 is 75 cm. When the weight flow rate is 230 N/s, p1 =165 kPa and p2 =134 kPa. Neglecting pipe weight, determine the total force which the flanges must withstand for this flow.

3.43 Traducción Agua a 20 ° C fluye a través de un tubo de 5 cm de diámetro que tiene un giro de 180 ° vertical doble, como en la figura. P3.43. La longitud total de tubería entre las  bridas 1 y 2 es de 75 cm. Cuando el caudal de  peso es de 230 N / s, kPa p1 y p2 = 165 kPa = 134. Descuidar peso de la tubería, determinar  la fuerza total que deben soportar las bridas de este flujo.

                 

Si p1 y p2 no son cero

                                                    

     









Bibliografía y

Frank M. White; Fluid Mechanics; 4ed; Mc Graw Hill, problema 3.79; 3.43

06-04-2011 ta

4 .Semana. Problema 01

3.16. Original. An incompressible fluid flows past an impermeable flat plate, as in Fig. P3.16, with a uniform inlet profile u = U 0 and a cubic polynomial exit profile.

    

where



 

Compute the volume flow Q across the top surface of the control volume. 3.16. Traducido - Un fluido incompresible fluye pasando por una platina impermeable   plana. Como se indica en la figura, con un ingreso uniforme al contorno u=U0 y un  polinomio cubico a la salida del contorno

    



cuando

 

Calcule el flujo de volumen Q a través de la cara superior del volumen de control.

Placa solida, con ancho b Solución:

                                                    





ta

4 .Semana. Problema 02

P3.20 Original Oil (SG = 0.89) enters at section 1 in Fig. P3.20 at a weight flow of 250   N/h to lubricate a thrust bearing. The steady oil flow exits radially through the narrow clearance between thrust plates. Compute (a) the outlet volume flux in mL/s and (b) the average outlet velocity in cm/s.

3.20 Traducción Aceite (SG = 0,89) entra en la sección 1 en la figura. P3.20 a un flujo de peso de 250 N/h para lubricar un cojinete de empuje. El constante flujo de salidas de aceite radialmente a través de la separación estrecha entre las placas de empuje. Calcule (a) el flujo de salida de volumen en mL/s, y (b) la velocidad de salida promedio en cm/ s.

Solución: El peso especifico del aceite= (0.91)(9790)=8909N/m 3

Tambien

                            

Bibliografía y

Frank M. White; Fluid Mechanics; 4ed; Mc Graw Hill, problema 3.16; 3.20

13-04-2011 ta

5 .Semana. Problema 01

 

1) Por una tubería horizontal representada en la figura circula agua. El diámetro de las secciones 1 y 3 es  , reduciéndose en la sección 2 a la mitad. 2 Considérese g=10 [m/s ]. a) Ordenar las presiones y velocidades en los puntos 1, 2, 3 de mayor a menor.  b) Calcular el caudal, expresado en litros por segundo, si la diferencia de presiones entre ambas secciones es 0.3 kp/cm2. c) Representar la línea de altura total y la línea de altura piezométrica cuando la  presión en la sección ancha es 1kp/cm2.

RESOLUCIÓN

a) Considerando el agua como fluido ideal, se cumple; P 1=P3>P2; v1=v3