PPT ejercicios resueltos T1 de mecánica de fluidos
- 2. UNIDAD I. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS Semana 4. Gas perfecto
- 3. “Al finalizar la unidad, el estudiante elabora un informe sobre la medición y determinación de la viscosidad y capilaridad de los fluidos para su aplicación en obras de ingeniería; con sustento técnico, conclusiones precisas y recomendaciones objetivas.” Logro de la unidad
- 4. “Al culminar la sesión, el estudiante entrega un programa que describe las principales propiedades del agua de forma clara y eficiente, con el objetivo de facilitar la resolución de problemas de propiedades de los fluidos.” Logro de la sesión
- 5. 1.Conceptos y definiciones 2.El medio continuo. 3.Viscosidad: El diagrama reológico ¿qué aprenderemos?
- 7. Dos tipos - líquidos o gases Líquidos: muy pequeña variación del volumen bajo deformación. Asume la forma de su contenedor. Llega al equilibrio con una superficie libre. Gases/vapor: Muy ligado a su estado termodinámico (p, T). El fluido se expande para ocupar todo el contenedor sin dejar superficies libres. Fluidos
- 8. Para líquidos, sólidos y la mayoría de gases cuando las diferencias de temperatura son pequeñas, el calor específico es esencialmente constante. Los gases que tienen Cp y Cv constantes son considerados gases perfectos Gas perfecto
- 9. Procesos adiabáticos, reversibles (cuasi equilibrio) y, por tanto, isentrópicos. Así, para gases perfectos tenemos: Propiedades de un gas perfecto
- 10. Primera ley de la termodinámica
- 11. Conclusiones
- 12. • Los fluidos son material que fluye bajo la acción de un esfuerzo cortante • La velocidad con que pueden fluir a través de un medio continuo se determina por su viscosidad. Conclusiones
- 13. ejercicios Uno de los métodos para producir vacío en una cámara es descargar agua a través de un tubo convergente como se muestra en la figura. ¿Cuál debe ser el flujo másico en el tubo de la figura para producir un vacío de 50 cmHg en la cámara?
- 14. El gran depósito de la figura descarga agua a la atmósfera a través de una tubería con un caudal de 10/s. Comprobar si la máquina instalada es BOMBA o TURBINA y determinar su potencia si la eficiencia es del 75%.
- 15. Una bomba debe empujar 0,15 m3/s de petróleo con un peso específico de 760 kgf/m3 hacia el depósito C. Suponiendo que la pérdida de carga de A a 1 es de 2,5 m y de 2 a C, de 6 m, determine su potencia si la eficiencia es del 75%.
- 16. El agua fluye constantemente en el tubo Venturi de la figura. El área A es de 20 cm2 mientras que la de la garganta es de 10 cm2. Un manómetro cuyo líquido de medición es mercurio (Hg = 13600 kgf/m3) está conectado entre las secciones (1) y (2) e indica la diferencia de nivel que se muestra en la figura. Calcular el caudal de agua que pasa por el Venturi = 1000 kgf/m3).
- 17. Se sabe que el perfil de velocidad en un tubo circular de un líquido en régimen laminar viene dado por: Con V=velocidad promedio en el tramo a) Determine la fuerza viscosa con la que actúa el fluido sobre el tubo, en la sección L. b) Se 𝜈 = 1,4 centistokes, 𝐿 = 20 𝑚, 𝑉 = 10−2𝑚 𝑠 , calcular F em Newtons para escoamento de água (𝛾 = 10−4 𝑁 𝑚3 ). Provar que: f=64/Re onde 𝑅𝑒 = 𝑉𝐷 /𝜈 = Nº de Reynolds c) ¿Cuál es el esfuerzo cortante para r = R/4, para los datos del punto b) y R=0,05m? c) Si f (coeficiente de fricción) se define como:
- 18. En el flujo laminar de un fluido entre 2 placas planas paralelas a La distribución de velocidades viene dada por: Donde el origen de 𝑦 está a mitad de camino entre las placas, ℎ es la distancia que separa las placas y 𝑣𝑚𝑎𝑥 = velocidad máxima. Sabiendo que: 𝑣𝑚𝑎𝑥 = 0.50 𝑚/𝑠, ℎ =1 𝑚𝑚, µ = 10−3 𝑁𝑚−2𝑠 (agua a 20°C), calcula el esfuerzo cortante en el placa superior.
- 19. Determine la expresión analítica del diagrama de velocidades de un fluido con viscosidad dinámica µ, peso específico γ, que fluye en un canal infinitamente ancho inclinado en 𝛼 con relación a la horizontal. La profundidad del fluido en el canal es constante e igual a h. El eje y está orientado desde la superficie libre hasta el fondo y es perpendicular a él.
- 20. Determinar h, la densidad del fluido es 780Kg/m3
- 22. Determinar la diferencia de presiones entre los dos tanques, la densidad del oil y del mercurio es 800Kg/m3 y 13600Kg/m3 respectivamente.
- 24. calcular.
- 26. Si la diferencia de presión entre los dos tanques 20kPa, calcular
- 28. Una placa rectangular de 6 m de alto y 5 m de ancho bloquea el extremo de un canal de agua dulce de 5 m de profundidad, como se muestra en la figura. La placa está articulada alrededor de un eje horizontal a lo largo de su borde superior a través de un punto A y su apertura está restringida por una cresta fija en el punto B. Determine la fuerza ejercida sobre la placa por la cresta.
- 30. El flujo de agua de un depósito está controlado por una compuerta en forma de L de 5 pies de ancho con bisagras en el punto A, como se muestra en la figura. Si se desea que la compuerta se abra cuando la altura del agua sea de 12 pies, determine la masa del peso requerido W.
- 32. Un abrevadero de sección transversal semicircular de 0,6 m de radio consta de dos partes simétricas unidas entre sí en la parte inferior, como se muestra en la figura. Las dos partes se mantienen unidas mediante un cable y un tensor colocados cada 3 m a lo largo de la artesa. Calcule la tensión en cada cable cuando el canal se llena hasta el borde.
- 34. Consideremos un gran bloque de hielo cúbico flotando en agua de mar. Las gravedades específicas del hielo y el agua de mar son 0,92 y 1,025, respectivamente. Si una porción del bloque de hielo de 25 cm de altura se extiende por encima de la superficie del agua, determine la altura del bloque de hielo debajo de la superficie.
- 36. Una línea de gasolina está conectada a un manómetro a través de un manómetro de doble U, como se muestra en la figura. Si la lectura del manómetro es 260 kPa, determine la presión manométrica de la línea de gasolina.
- 38. Se transporta leche con una densidad de 1020 kg/m3 por una carretera llana en un camión cilíndrico de 9 m de largo y 3 m de diámetro. El camión cisterna está completamente lleno de leche (sin espacio para el aire) y acelera a 4 m/s2. Si la presión mínima en el camión cisterna es de 100 kPa, determine la diferencia de presión máxima y la ubicación de la presión máxima.
- 40. La puerta de forma parabólica con un ancho de 2 m que se muestra en la figura. tiene bisagras en el punto B. Determine la fuerza F necesaria para mantener la puerta estacionaria.
- 43. La viscosidad de un fluido se va a medir mediante un viscosímetro construido con dos cilindros concéntricos de 5 pies de largo. El diámetro interior del cilindro exterior es de 6 pulgadas y el espacio entre los dos cilindros es de 0.035 pulgadas. El cilindro exterior se gira a 250 rpm y se mide que la torsión es de 1.2 lbf·ft. Determine la viscosidad del fluido.
- 45. Considere el flujo de un fluido con viscosidad m a través de una tubería circular. El perfil de velocidad en la tubería se da como donde umax es la velocidad máxima del flujo, que ocurre en la línea central; r es la distancia radial desde la línea central; y u(r) es la velocidad del flujo en cualquier posición r. Desarrolle una relación para la fuerza de arrastre ejercida sobre la pared de la tubería por el fluido en la dirección del flujo por unidad de longitud de la tubería.
- 47. Una placa plana delgada de 30 cm x 30 cm se arrastra horizontalmente a 3 m/s a través de una capa de aceite de 3,6 mm de espesor intercalada entre dos placas, una estacionaria y la otra moviéndose a una velocidad constante de 0,3 m/s, como se muestra en la figura. La viscosidad dinámica del aceite es de 0,027 Pa.s. Suponiendo que la velocidad en cada capa de petróleo varía linealmente, (a) trace el perfil de velocidad y encuentre la ubicación donde la velocidad del petróleo es cero y (b) determine la fuerza que se debe aplicar sobre la placa para mantener este movimiento.
- 49. Una placa delgada se mueve entre dos superficies planas estacionarias, horizontales y paralelas a una velocidad constante de 5 m/s. Las dos superficies estacionarias están separadas 4 cm y el medio entre ellas está lleno de aceite cuya viscosidad es 0,9 N.s/m2. La parte de la placa sumergida en aceite en un momento dado es de 2m de largo y 0,5 m de ancho. Si la placa se mueve a través del plano medio entre las superficies, determine la fuerza requerida para mantener este movimiento. ¿Cuál sería su respuesta si la placa estuviera a 1 cm de la superficie inferior (h2) y a 3 cm de la superficie superior (h1)?
- 51. Un cuerpo en forma de tronco de tronco gira con una rapidez angular constante de 200 rad/s en un recipiente lleno con aceite SAE 10W a 20°C (u= 0.100 Pa.s), como se muestra en la figura. Si el espesor de la película de aceite en todos los lados es de 1,2 mm, determine la potencia necesaria para mantener este movimiento. Determine también la reducción en la potencia de entrada requerida cuando la temperatura del aceite aumenta a 80°C (u = 0.0078 Pa.s).
- 58. 1.-Cengel, Y. A, & Boles, M. A. (2011).Thermodynamic (7ª ed.). New York, Estates Unidos: The McGraw-Hill Companies. 2.-Rodríguez, J. A. (s.f.).Introducción a la Termodinámica con algunas aplicaciones de Ingeniería. Ciudad de México, México: UNAM 3.-Himmelblau,D.M.(2008) Principios Básicos y Cálculos en Ingeniería Química (6 ed.)New York Estados Unidos : Prentince-Hall Bibliografía