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• Abigail Blanco

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DISCUSIÓN DE PROBLEMAS No. 2 “HIDRODINÁMICA” 1. Por una tubería de 3.0 c.m. de diámetro circula aceite (

) con una

velocidad de 1.2 m/s. Determine: a) El gasto R/ 8.48 X 10– 4 m3/s b) El flujo de masa R/ 0.509 Kg/s

2. Por una tubería de 25 cm. de diámetro circula agua. Si la tubería se reduce a un diámetro de 12 cm. ¿Cuánto vale la razón de las rapideces del agua en esos dos puntos? R/ 4.34.

3. El agua que fluye por una manguera de jardín llena un balde de dos galones (1 gal = 23 pies3) en 30 s. Determine la rapidez del agua que sale por la manguera cuando esta tiene: a) Una boquilla sin obstruir cuyo diámetro es 0.75 pulg. R/ 34.9 pulg/s. b) Una boquilla cuya área se reduce en un factor de dos R/ 69.8 pulg/s.

4. Suponga que la sangre fluye por la aorta con una rapidez de 0.35 m/s. La sección transversal de la aorta es 2.0 X 10–4 m2. a) Determine el caudal y flujo de masa R/ 7.0 X 10–5 m3/s ; 7.4 X 10–2 Kg/s b) La aorta se ramifica en decena de miles de capilares cuya sección transversal tiene un área total de aproximadamente 0.28 m 2. ¿cuál es la rapidez media de la sangre a través de ellos? R/ 2.5 X 10–4 m/s. 5. Por una tubería de 2.0 pies de diámetro fluye petróleo con una rapidez de 4.0 pie/s. ¿Cuántos galones de petróleo fluyen por la tubería en un día? (1 galón 3 4 = 1.34 pies ) R/ 8.10 X 10 gal/día.

9

6. Por la tubería circulan 18000 L/min de aceite si: 1

d1 = 25 cm y d2 = 16 cm

2

Determine las velocidades en ambas secciones. R/ 6.11 m/s ; 15.0 m/s

7. Por un tubo horizontal de 12 cm de diámetro, que posee un estrechamiento de 8 cm. Circula aceite (

) cuya velocidad en el

2 1

estrechamiento es de 20 m/s. Determine la diferencia de presiones P1 – P2. R/ 136,411.36 Pa.

8. En un gran tanque de almacenamiento lleno de agua se forma un pequeño agujero en un costado en un punto a 16 m bajo el nivel del agua. Si el caudal que fluye por el agujero es de 2.5 X 10–3 m3/min determine: a) La velocidad R/ 17.7 m/s.

del

agua

cuando

comienza

a

salir

por

el

agujero.

b) El diámetro del agujero. R/ 1.73 mm. 9. Fluye el agua por un tubo circular de sección transversal variable, llenándolo en todos sus puntos. a) En un punto el diámetro del tubo es de 40 cm ¿Qué rapidez tiene el agua en

ese punto si el flujo de volumen es: de 1.20 m3/s.? R/ 9.55 m/s.

b) Si en otro punto la rapidez del agua es de 3.80 m/s. ¿Cuánto vale el radio del tubo en ese punto? R/ 0.32 m.

10

10. ¿Cuánto tarda en llenarse una alberca de 9.5 m X 21.0 m cuya profundidad promedio es de 3.1 m. Si el agua fluye desde un tubo de 19 cm de diámetro con una rapidez de 1.5 m/s? R/ 4.04 h. 11. Un tubo de 2.5 cm de diámetro interior introduce agua en el sotano de una casa con una rapidez de 90 cm/s y una presión de 170 Kpa. Si el tubo se reduce a 1.2 cm de diámetro y sube el segundo piso a 7.6 m sobre el punto de entrada. Determine: a) La velocidad R/ 3.9 m/s. b) La presión del agua en el segundo piso. R/88 Kpa. 12. Qué presión manométrica se requiere en una tubería si una manguera de bomberos debe subir agua a una altura de 25 m. R/ 2.42 atm.

2

13. Por la tubería circula aceite (

) la presión

en 1 vale 1.7 Kgf/cm2 y el aceite circula a razón de 6000 L/min. Si d1 = 50.0 cm. y d2 =25 cm. Determine: a) Las velocidades en los puntos 1 y 2 R/ 0.51 m/s ; 2.04 m/s

14 m

1 4m

b) La presión en el punto 2 en N/m2 R/ 86639.4 Pa.

14. Fluye jarabe de fenobarbital (anticonvulsivo) a 1200 cm/s a través de una cañería de acero inoxidable de 1.59 mm de diámetro, llenando frascos de vidrio cilíndricos de 3.5 cm de radio y 30 cm de altura. ¿Cuánto tiempo tarda en llenar 400 frascos? R/ 5.38 h.

11

B

15. Determine la velocidad del flujo de aire con el pitot mostrado. R/ 103.26 m/s. ;

A

;

h = 5.0 cm.

h

Hg

16. Para la figura mostrada encontrar la presión manométrica del aire encerrado si el caudal a la salida 12 lts/s y el diámetro de la tubería es de 5 cm. R/ 165,666.05 N/m2 2

15 m AIRE

1

N.R

AGUA

12

17. Un tubo, representado en la siguiente figura, tiene una sección transversal de 36 cm2 en las partes anchas y de 9 cm 2 en el estrechamiento. Cada 5 seg. Salen del tubo 27 litros de agua. Determine: a) Las velocidades en las partes ancha y estrecha del tubo. R/ 1.5 m/s ; 6.0 m/s. b) La diferencia de presiones entre estas partes. R/ 16,875 Pa. c) La diferencia de alturas entre las columnas de mercurio del tubo en U. R/ 0.137 m.

A1 V1

A2 V2

h

18. En el venturímetro mostrado en la figura la lectura del manómetro diferencial de mercurio es 35.8 cm. Determinar el caudal de agua a través de la tubería si se desprecian las pérdidas. DA = 30 cm ; DB = 15 3 cm. R/ 0.17 m /s

B 75 cm A

Z 35.8 cm

MS. MECV / ms. mecv 2011 13

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