Taller 11 Analisis Dimensional

Taller 11 Mecánica de Fluidos Problema 1

Se ha de construir una estructura hidráulica abierta para un caudal de 450 m 3/s. Si la situación es independiente del número de Reynolds, lo que es frecuente en este tipo de instalaciones, determinar el caudal requerido en el ensayo de un modelo 12 veces m ás pequeño (λ=12). Problema 2

Se requiere ensayar el modelo a escala 1/20 de un avión, que volará a 360 km/h en unas condiciones del aire de 1bar y 15 °C. ¿A qué velocidad habría habría que ensayar en un túnel de viento, a) Si se utilizan las mismas presión y temperatura que las del prototipo, b) Si la presión y la temperatura del flujo de aire utilizado son 16 bar y 15 °C, c) Si se utiliza agua a 15 °C en lugar de aire? Problema 3

En un canal hidrodinámico que contiene agua a 20 °C se remolca una placa plana sumergida, de 1 metro de longitud y 0,5 metros de anchura, a la velocidad de 3 m/s. La resistencia medida es de 0,5 N. Calcular la longitud L y la anchura a de la placa similar que satisfaga la semejanza dinámica, cuando se mueva en el aire (1 bar y 15 °C) a 24 m/s. Determ inar también la resistencia prevista Problema 4

Un fluido cuya viscosidad es de ν=1,308x10 -6 m 2/s circula por una tubería de 30 cm de diámetro diámetro interior con un caudal de 300 l/s ¿Qué viscosidad dinámica dinámi ca tendrá otro fluido de densidad ρ=0,8 kg/l que fluye por una tubería de 60 cm de diámetro, con un caudal de 0,4 m3/s, para que exista semejanza dinámica? Problema 5

Agua a 10 °C fluye a 2 m/s por una tubería de 15 cm de diámetro. Para que exista semejanza dinámica, ¿Cuál sería el caudal de petróleo crudo (ρ=0,86) a 20 °C en una tubería tubería de 30 cm de diámetro? Determinar el diámetro de la tubería para que la velocidad del petróleo fuera de 4 m/s, y la semejanza siga existiendo. Problema 6

Un Venturi, para medir caudales de aire a 15 °C y 1 bar, tiene las dimensiones, D 1=1,5 m y D 2=0,9 m. Se va a calibrar mediante un modelo (λ=12), utilizando agua a 10 °C. Cuando a través del modelo pasan 70 l/s de agua, la caída de presión entre los puntos 1 y 2 es de 1,7 bar. Calcular el régimen de flujo y la caída de presión en el prototipo Problema 7

Un modelo de avión (λ=10) es ensayado en agua a 30 °C, con una velocidad de 15 m/s. Determinar a qué velocidad debe moverse el prototipo a 2000 metros de altitud, y cuál es su resistencia si la medida en el modelo es de 5 kN. Problema 8

Se quiere construir un avión que desarrolle a 2000 m de altitud una velocidad de 200 km/h. Se ensaya en un túnel de viento a 10 °C un modelo a escala 1:25 y a una velocidad de 400 km/h. Calcular la presión del túnel