Segundo Modulo de Maca

 

1.  Un flujo de leche entera a 293 °K con co n densidad de 1030 kg/m3 y viscosidad de 2.12 cp, pasa a velocidad de 0.605 kg/s por po r una tubería de vidrio de 63.5 mm de diámetro. Calcular el Número de Reynolds. Que caudal será necesario para un número de Reynolds de 2100.

 3kg/m3×. kg/s×,635m  ,×65/ (,4635) 10−3   

NRey=

=18665,10613

NRey

V= =Q=A×V

 ×,  .   × × 3×,635 =

V=

10−3

Q=3,16×

=3,16×

A=

m2

=0,0680m/s

m2×0,0680m/s=2,14.

10−4

M3/S

2.  Se está bombeando aceite dentro de una tubería de 10 mm de diámetro con un NRe de 2100. La densidad del aceite 855 kg/m3 y su viscosidad es 2.1 x 10 -2 Pa.s. Cuál es la velocidad en la tubería.



NRey=

 

Despejar la velocidad:

    ×.  × ×   = × 855×,

V=

3

=515,78

/s

3.  Una bomba que suministra 0.200 pie3 /s de salmuera con densidad de 1.15 g/cc a un tanque abierto. La línea de aspiración aspiració n tiene un diámetro interior 3.548 pulg y el diámetro de la descarga de la bomba mide 2.067 pulg. la descarga es hacia el tanque abierto que está a 75 pies de altura. Si las perdidas por fricción en el sistema de tuberías son 18.0 pies -lb f/lb m. Cuál es la potencia de la bomba si la eficiencia es del 70% (flujo turbulento) Datos: Q = 0,2ft³/seg (0,3048m/1ft) (0,3048m/1ft) = 0,0691m³/seg ρ = 1,15 gr/cm³ ( 1kg/1000gr) ( 1000000cm³/1m³) 1000000cm³/1m³) = 1150 kg/m³

 

D = 3,548 in (0,0254m/1in) = 0,09 m D2 = 2,067 in (0,0254m/1in) = 0,05 m h = 75 m ∑hf = 18 bf = 80,06 N  N  1 lbf ≡ 4,448222 newtons (kg·m/s²)  (kg·m/s²)  Ocurren pérdidas de energía debido a la fricción que hay entre el liquido y la pared de la tubería, es de 18lbf ¿Cuánto es la potencia potencia de la bomba? Pb = ρ*g*Q*hb  ρ*g*Q*hb  Pb: Potencia de la bomba

ρ: densidad del fluido  fluido  g: gravedad Q: caudal hb: altura dinámica de la bomba Pb = 1150 kg/m³*9,8 m/seg²* 0,0691m³/seg*hb Pb = 777,63*hb W

Altura dinámica de la bomba: hb = h+∑hf +V²/2g  +V²/2g  h : altura entre el nivel superior y el inferior del liquido ∑hf : perdida que sufre el fluido entre el nivel de succión y e descarga  descarga  V : velocidad Velocidad:

Q = Area* V

 

V = Q /π*D²/4  /π*D²/4  V = 0,0691m³/seg / [3,1416*(0,09 m)²/4] V = 10,85 m/seg Entonces hb = 75m*80,06kg*m/seg²(10,85m/seg)²/2* 75m*80,06kg*m/seg²(10,85m/seg)²/2*9,8 9,8 m/seg² hb = 36.000 m

6. Un liquido de densidad 80 kg/m3 y viscosidad 1.49 x 10-3 pa.s fluye por una tubería horizontal recta a velocidad de 4.57 m/s. el tubo de acero comercial de 40.89 mm de diámetro (13.13 x 10 -4 m2 ), para un tubo de 61 m de largo. Calcular: perdida por fricción. Calcule la perdida por fricción de una tubería lisa del mismo diámetro. Rta: 348.9 J/kg, 274.2 J/kg

61m

7×,489  8×4,,459×−3 =

NRey=

NRey=1033,14362 PERDIDA DE FRICCION

  

Hf=F

 

  ,  5  ,   log,+,  ,,

=0,22

F=

, 6489 (4,(9,57)8)

Hf=0,22

+

=348,9j/kg

 

 

9. A través de un tubo liso de 3.81 cm de diámetro, fluye jugo de to tomate mate a una velocidad de 2 m/s, la viscosidad del jugo de tomate es 80 cp y densidad 1050 kg/m3 , la tubería es horizontal de 100 m. Calcular la caída de presión en Kpa.

 jugo de tomate

100m

 5××38 8× =

NRey=

=10001250

HALLAR Q:



V=  

(3838)4 )

A=

=113951,385m2

Q=A.V Q=113951,385m2×2m/s=22790,75m3/s APLICANDO LA ECUACION DE BERNOULLI

−(,) (,  )  −     7976385 = 0,2  395, =

V=  =

=

=1,98m

 

P=1,98m×g=1,98×670×9,8 P=1,98m×g=1,9 8×670×9,8=13,068kpa =13,068kpa

 

BANCO DE PREGUNTAS

16. Una tubería de 1 pulgada de diámetro transporta jugo de uvas a un flujo de 42 litros/min la longitud total del tubo es de 30 metros, la densidad y la viscosidad del jugo de uvas son 1055 kg/m3 y 3.68 cP respectivamente. Calcular: a) El número de Reynolds b) El factor de fricción (f) del tubo si la rugosidad del tubo es de 0.0000508 m c) La energía producida por la fricción en todo el tubo d) La caída de presión (KPa) debido a la energía de fricción

L=30M

d= 1 pulgada=0,0254m pulgada=0,0254m

10−4

Q=42lt/m = 42lt/m ×1min/60s×1m3/1000L=7× ×1min/60s×1m3/1000L=7× L=30m

10−3

U=3,68×

kg/m.s

3/  =  7× 5,67×

 =1,382m/s

V=

 54×, 3 8/   = 55/3×,  3,68× /

NRey=

FACTOR DE FRICCION

  ,5 ,,  ,   ,,,  ,354) ,(9,388)

F=

Hf=(0,0341)( Hf=3,913

=0,0341

(

)

=10063,4

m3/s

 

14. Se está bombeando aceite dentro de una tubería de 10 mm de diámetro con un NRe de 2100, la densidad es de 860 Kg/m3 y su viscosidad v iscosidad de 2.1x10-² Pa.S, Cual es la vvelocidad elocidad en la tubería. Si se cambia de fluido con densidad 925 Kg/m3 y viscosidad 1.5x10-² Pa.S, que diámetro debe tener para no cambiar el NRe ni su velocidad.

NRey=2100 D=860kg/m3

10− × ,    /    × ×   = × 86/3×,

U=2,1×

  pa.s

 =0,01m

d=10mm NRey=

=

V=

V=0,5127m3/s

3

D=925kg/m3 u=1,5×10-3

× ×   =

V=

 

 

/s