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• marvin0alfaro0rivas

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1) Se tiene aire cuya densidad es de 0.078 lbm/ft3 que entra al ducto de un sistema de aire acondicionado con un gasto volumétrico de 450 ft3/min. Si el diámetro del ducto es de 10 in, determine la velocidad del aire a la entrada del ducto. R:13.8 ft/s

2) Considere un río que fluye hacia un lago a una velocidad promedio de 3 m/s a razón de 500 m3/s en un lugar 90 m por arriba de la superficie del lago. Determine la energía mecánica total del agua del río por unidad de masa y el potencial de generación de potencia del río completo en ese lugar. Respuesta: 444 MW

3)Un tanque presurizado de agua tiene un orificio de 10 cm de diámetro en el fondo, donde el agua se descarga hacia la atmósfera. El nivel del agua está 3 m arriba de la salida. La presión del aire en el tanque, arriba del nivel del agua, es de 300 kPa (presión absoluta) en tanto que la presión atmosféricaes de 100 kPa. Desprecie los efectos de la fricción y determine la razón inicial de descarga del agua del tanque. Respuesta: 0.168 m³/s

4) El agua para beber que se necesita en una oficina se surte en garrafones de agua. Se introduce uno de los extremos de una manguera de plástico de 0.25 in de diámetro en el garrafón que se coloca sobre un pedestal alto, en tanto que el otro extremo, con una válvula para abrir y cerrar, se mantiene 2 ft abajo del fondo del garrafón. Si el nivel del agua en el garrafón está a 1.5 ft cuando está lleno, determine cuánto tiempo mínimo se necesitará para llenar un vaso de 8 oz ( 0.00835 ft3) a) cuando el garrafón acaba de abrirse y b) cuando está casi vacío.

5) Se tiene agua que fluye por un tubo horizontal a razón de 1 gal/s. El tubo consta de dos secciones con diámetros de 4 in y 2 in, con una sección reductora suave. Se mide la diferencia de presión entre las dos secciones del tubo mediante un manómetro de mercurio. Desprecie los efectos de la fricción y determine la altura diferencial del mercurio entre las dos secciones del tubo. Respuesta: 0.52 in

6) Se tiene aire a 110 kPa y 50°C que fluye hacia arriba por un ducto inclinado de 6 cm de diámetro, a razón de 45 L/s. Entonces, mediante un reductor, el diámetro del ducto se reduce hasta 4 cm. Se mide el cambio de presión de uno a otro extremo del reductor mediante un manómetro de agua. La diferencia de elevación entre los dos puntos del tubo en donde se fijan las dos ramas del manómetro es de 0.20 m. Determine la altura diferencial entre los niveles del fluido de las dos ramas del manómetro. R:0.0624 m

7) Se quiere bombear agua del subsuelo mediante una bomba sumergida de 3 kW y con 70 por ciento de eficiencia hasta un estanque cuya superficie libre está 30 m arriba de dicha agua. El diámetro del tubo es de 7 cm en el lado de la admisión y de 5 cm en el de la descarga. Determine a) el gasto máximo de agua y b) la diferencia de presión de uno a otro lado de la bomba. Suponga que la diferencia de elevación entre la entrada

y la salida de la bomba así como el efecto de los factores de corrección de la energía cinética son despreciables. R: a) 7.14×10−3 m3 /s b) 289 kPa

8)Entra agua a una turbina hidráulica por un tubo de 30 cm de diámetro a razón de 0.6 m3/s y sale por un tubo de 25 cm de diámetro. Con un termómetro de mercurio, se mide que la caída de presión en la turbina es de 1.2 m. Para una eficiencia combinada del turbogenerador de 83 por ciento, determine la salida neta de potencia eléctrica. Descarte el efecto de los factores de corrección de la energía cinética. R: 55 KW

9) Para la siguiente figura determine el flujo volumetrico del agua que pasa por la tuberia y la diferencia de presiones en los puntos A y B cuando x= 4.6 m y Y= 0.90 m

10) Para la siguiente figura determine el flujo volumetrico del agua que pasa por la tubería y la diferencia de presiones en los puntos A y D. R= pA : 5.27 kpa, pD: 79.1 kpa

11) para la siguiente figura determine el flujo volumetrico cuando h= 250mm. R=

Flujo laminar y turbulento.

1) Considere flujo laminar totalmente desarrollado en una tubería circular. Si el diámetro de la tubería se reduce a la mitad mientras la razón de flujo y la longitud de la tubería se mantienen constantes, la pérdida de carga ¿a) se duplicará, b) triplicará, c) cuadruplicará, d) aumentará por un factor de 8, o e) aumentará por un factor de 16? 2) La pérdida de carga para cierta tubería circular está dada por hL 0.0826fL(V2/D5), donde f es el factor de fricción (adimensional), L es la longitud de la tubería, V es el flujo volumétrico y D es el diámetro de la tubería. Determine si el 0.0826 es una constante dimensional o adimensional. Esta ecuación tal cual ¿es dimensionalmente homogénea? 3) Explique por qué el factor de fricción es independiente del número de Reynolds a números de Reynolds mayores. 4) Hay disponibilidad de petróleo a 80°F (r 56.8 lbm/ft3 y m 0.0278 lbm/ft que fluye de manera estacionaria en una tubería de 0.5 in de diámetro y 120 ft de largo. Durante el flujo, la presión en la entrada y salida de la tubería se mide en 120 y 14 psi, respectivamente. Determine la razón de flujo del petróleo a través de la tubería, si se supone que la tubería está a) horizontal, b) inclinada 20° hacia arriba y c) inclinada 20° hacia abajo.

5) Se tiene petróleo con una densidad de 850 kg/m3 y viscosidad cinemática de 0.00062 m2/s que se descarga por medio de una tubería horizontal de 5 mm de diámetro y 40 m de longitud desde un tanque de almacenamiento abierto a la atmósfera. La altura del nivel del líquido sobre el centro de la tubería

es de 3 m. Sin considerar las pérdidas menores, determine la razón de flujo del petróleo a través de la tubería. R: 1.82 10 8 m3 /s

6) Para el ejemplo anterior determine la velocidad y los números de Reynolds. R: Re=0.0075

7) Se tiene agua a 10°C que fluye de manera estable en una tubería de 0.20 cm de diámetro y 15 m de largo a una velocidad promedio de 1.2 m/s. Determine: a) la caída de presión, b) la pérdida de carga y c) la necesidad de potencia de bombeo para superar esta caída de presión. Respuestas: a) 188 kPa, b) 19.2 m, c) 0.71 W

perdidas menores. 8) Para el siguiente deposito grande fluye agua a razon de 1.20 pie3/s por un sistema de tuberias como lo puede apreciar. Calcule la cantidad total de energia que se pierde en el sistema debido a las valvulas, codos, entradas de tuberias y friccion del fluido. respuesta: Hrm=15.75 pies.

9) en la figura se muestra un arreglo para determinar la perdida de energia debida a cierto elemento de un aparato. La entrada es por una tuberia de 2 pulg y la salida por otra de 2 pulg. Calcule la perdida de energia entre los puntos a y b si el agua fluye a un caudal de 0.20 pie3/s. El fluido manometrico es mercurio sg= 13.54. respuesta= 15.7 pies

10) el arreglo mostrado en la figura se utiliza para medir la perdidad de energia en una valvula. La velocidad del flujo de aceite es de 1.2 m/s. Calcule el valor de k si la perdida de energia se expresa como k(v2/2g)