• Author / Uploaded
• Diana Mejía

Citation preview

Unidad 1: Fase 2 - Analizar y solucionar problemas de propiedades de fluidos y equilibrio hidrostático

PRESENTADO POR Valentina Camacho N 1088311856 Diana Marcela Mejia 42017869

PRESENTADO A: IBETH RODRIGUEZ

TRANSPORTE DE SOLIDOS Y FLUIDOS

Universidad nacional abierta y a distancia

Introducción

Propiedades de los fluidos: Diana Marcela Mejia 1.42 Determinar el esfuerzo cortante que se ejerce por el movimiento de la placa si el fluido que se encuentra entre la placa fija y la placa móvil es aceite de linaza. Considérese v = 5 pulg/s y h = 0,125 pulg. 𝜏=𝜇

𝑑𝑢 𝑣 =𝜇 𝑑𝑦 ℎ

𝜇 = 3,31 ∗ 10−3 𝑣=5

𝑘𝑔⁄ 𝑚. 𝑠

𝑝𝑢𝑙𝑔⁄ 𝑚 𝑠 = 0,127 ⁄𝑠

ℎ = 0,125 𝑝𝑢𝑙𝑔 = 3,175 𝑚 𝑚 𝑚⁄ 𝑘𝑔 2 0,127 𝑠 𝑘𝑔 𝑠 = 1,324 ∗ 10−4 𝑁⁄ 𝜏 = (3,31 ∗ 10−3 ⁄𝑚. 𝑠) ( ) = 1,324 ∗ 10−4 𝑚2 3,175 𝑚 𝑚2

Presión y fuerza de los fluidos: Diana Marcela Mejia 2.4 Para el sistema que se muestra en la figura. ¿Cuál es la presión en el tanque?

1 3 R

X

S

D

2 Y W

T 4

Santiago, A.Z., González-López, J., Granados-Manzo, A., Mota-Lugo, A. (2017). Mecánica de fluidos. Teoría con aplicaciones y modelado. México: Grupo Editorial Patria. Pp. 65. Recuperado de https://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2538/lib/unadsp/reader.action?docID=5213536 &query=propiedades+de+los+fluidos

1. Dr = 0,8 2. Dr = 13,6 3. Dr = 10 4. Dr = 3,0 𝑃𝑇 = 𝛾1 (5) + 𝛾2 (2) − 𝛾3 (3) + 𝛾4 (4) = 0 𝑃𝑇 = 𝛾3 (0,0762) − 𝛾1 (0,127) − 𝛾2 (0,0508) − 𝛾4 (0,1016) 𝑃𝑇 = 10𝛾𝐻2 𝑂 (0,0762) − 0,8𝛾𝐻2 𝑂 (0,127) − 13,6𝛾𝐻2 𝑂 (0,0508) − 3𝛾𝐻2 𝑂 (0,1016) 𝑃𝑇 = 𝛾𝐻2 𝑂 (10(0,0762) − 0,8(0,127) − 13,6(0,0508) − 3(0,1016)) 𝑃𝑇 = 𝛾𝐻2 𝑂 (−0,33528) 𝑐𝑜𝑚𝑜 𝛾𝐻2 𝑂 = 9810 𝑁𝑤⁄𝑚3 𝑃𝑇 = 9810(−0,33528) = 3289,3 𝑃𝑎 = 3,3 𝐾𝑃𝑎

Valentina Camacho Noreña 2.5 Un tanque de 4 ϫ 4 pies contiene tetrabromuro de acetileno de γ =2.96 g/cm 3 ; los manómetros instalados se muestran en la figura 2.49. Determinar la presión indicada por los manómetros A y B y establecer el peso del tetrabromuro de acetileno en el tanque.

Valentina Camacho Noreña 2.8 Para los dos estanques cerrados que se muestran en la figura 2.52, determinar el valor de la diferencia de presión PA - PB . El resultado debe estar expresado en kPa.

Placas sumergidas: Diana Marcela Mejia 2.17 Si la pared que se muestra en la figura tiene 4 m de ancho, calcular la fuerza total sobre la pared debida a la presión del aceite, determinar la ubicación del centro de presión y mostrar la fuerza resultante sobre la pared.

Santiago, A.Z., González-López, J., Granados-Manzo, A., Mota-Lugo, A. (2017). Mecánica de fluidos. Teoría con aplicaciones y modelado. México: Grupo Editorial Patria. Pp. 67. Recuperado de https://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2538/lib/unadsp/reader.action?docID=5213536 &query=propiedades+de+los+fluidos

𝐿=

1,4𝑚 = 1,98𝑚 𝑆𝑒𝑛45°

𝐹ℎ = 𝛾𝑜 ℎ𝑐 𝐴 = (0,86)(9,81 𝐾𝑁⁄𝑚3 )(0,7𝑚)(1,98𝑚)(4𝑚) = 46,8𝐾𝑁 2 ℎ𝑝 = (1,4𝑚) = 0,933𝑚 3 𝐿𝑝 =

2 (1,98𝑚) = 1,32𝑚 3

Valentina Camacho Noreña 2.19 Un tanque tiene una pendiente como se aprecia en la figura 2.63. Calcular la fuerza resultante sobre ese lado si el tanque contiene 15.5 pies de glicerina y encontrar e indicar la ubicación del centro de presión.

Flotación y estabilidad de cuerpos sumergidos: Diana Marcela Mejia 3.9 Un buzo y su equipo desplazan un volumen de 4 𝑝𝑖𝑒𝑠 3 y tienen una masa total de 6,8 slug. a) ¿Cuál es la fuerza de flotación sobre el buzo en el mar?, b) ¿El buzo se hundirá o flotará? 𝐸⃗ = 𝜌𝑙𝑖𝑞 ∗ 𝑉𝑠𝑢𝑚. ∗ 𝑔

𝐾𝑔 𝐸⃗ = 1000 ⁄𝑚3 ∗ 0,1133𝑚3 ∗ 9,82 𝑚⁄𝑠 2 𝐸⃗ = 1112,6𝑁 𝑉𝑑𝑒𝑠𝑝 = 4 𝑓𝑡 3 𝑀 = 6,8 𝑠𝑙𝑢𝑔 𝐹𝑠 = (1000)(0,1133) 𝑀𝑠 = 113,3𝐾𝑔 𝑀𝑤 = 6,8 ∗ 32,16 = 218,7𝑙𝑏 = 109,34𝐾𝑔 𝐹𝑒 = 𝑊 𝐶𝑜𝑚𝑜 𝑀𝑤 < 𝑀𝑠 𝑒𝑙 𝑐𝑢𝑒𝑟𝑝𝑜 𝑓𝑙𝑜𝑡𝑎 Valentina Camacho Noreña 3.10 La gravedad específica del hielo es 0.917, mientras que la del agua salada es 1.025. ¿Qué fracción de un témpano de hielo queda sobre la superficie del agua? T= Tempano 𝜌= 𝛿

𝑚 𝑣

𝜌 sustra 𝜌 𝑟𝑒𝑓

𝜌 𝑠𝑢𝑠𝑡𝑟𝑎𝑡𝑜 = 𝛿 𝑠𝑢𝑠𝑡 x 𝛿 𝑟𝑒𝑓 Supongamos un volumen unitario, por ejemplo 𝑉 = 1𝑚3 Entonces 𝑊𝑇=𝑚𝑡 𝑔 = 𝜌𝑇 𝑉𝑇 𝑔 Como esta en equilibrio ∑ 𝐹 = 0 𝑊𝑇 − 𝐹𝑒𝑚𝑝 = 0 𝑊𝑇 = 𝐹𝑒𝑚𝑝

𝜌𝑇 𝑉𝑇 𝑔 = 𝜌𝑎.𝑠 𝑉𝐿.𝐷 𝑔 Donde a.s = agua salada; L.D =liquido desalojado 𝜌𝑇 𝑉𝑇 = 𝜌𝑎.𝑠 𝑉𝐿.𝐷 ; 𝑉𝐿.𝐷

𝜌𝑇 𝑉𝑇 𝛿ℎ 𝜌 𝑟𝑒𝑓 𝑉𝑇 𝜌𝑎.𝑠

=

𝛿𝑎.𝑠 𝜌𝑟𝑒𝑓

𝛿

= 𝛿 ℎ 𝑉𝑇 𝑎.𝑠

0.917

Si 𝑉𝑇 = 1𝑚3 entonces 𝑉𝐿.𝐷 = 1.025 (1𝑚3 ) = 0.8946 𝑚3 Vsobre la superficie =(1-0.8946 𝑚3 Vsobre la superficie = 0.1054 m3 de 1 m3 o es igual a 10.54%

Conclusiones  Se adquirió conocimiento sobre los temas propuestos para esta actividad como son: Presión y fuerza de los fluidos, Ecuación general de la hidrostática, Fuerzas sobre superficies planas, Fuerzas sobre superficies curvas, Áreas planas sumergidas, Flotación y estabilidad de cuerpos sumergidos; también permitió mostrar lo aprendido en la unidad, logrando la realización de los ejercicios propuestos en la guía integrada de actividades.  Se logró analizar y solucionar problemas de propiedades de fluidos y equilibrio hidrostático.  Con la realización de este trabajo, permitió tener un desarrollo dinámico y efectivo con las lecturas realizadas del tema propuesto, acerca de la primera unidad del curso de Transporte de Sólidos y Fluidos ofrecido por la universidad, discutiendo y afianzando más los conocimientos acerca del tema.

Referencias bibliográficas 

Santiago, A.Z., González-López, J., Granados-Manzo, A., Mota-Lugo, A. (2017). Mecánica de fluidos. Teoría con aplicaciones y modelado. México: Grupo Editorial Patria. Pp. 12 – 25, 36 – 70, 74 – 96. Recuperado de https://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2538/lib/unadsp/reader.action?docID=5213536 &query=propiedades+de+los+fluidos



López-Herrera Sánchez, J.M., Herrada-Gutierrez, M.A., Barrero-Ripoll, A. (2005). Mecánica de fluidos: problemas resueltos. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?docID=10498612