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• Juan Carlos Mendoza Coello

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGRÍCOLA

RESOLUCIÓN DE LOS EJERCICIOS DE LA PRIMERA PRACTICA

CURSO

: MECANICA DE FLUIDOS I

SIGLA

: RH-342

DOCENTE

: Ing. OSCCO PECEROS, Richard A.

ALUMNO

: HUERTAS ARANGO, Michael E.

CODIGO

:21085183

SEMESTRE

: 2013 – II

AYACUCHO PERU

2014 PRIMERA PRÁCTICA CALIFICADA DE MECANICA DE FLUIDOS 1.- COLOCAR ( V ) o (F) SEGÚN CORESPONDA a) Los fluidos son líquidos y gases

……………………....................( v )

b) los tubos de pequeño diámetro mayor ascensión capilar…… (v) c) Por definición de presión de vapor (Tv en kl/cm 2) la Pv lima > Pv Ayacucho………………………………………………………… (v) d) Los líquidos son incomprensibles y los gases comprensibles… (v) e) En un perfil de velocidad por efecto de viscosidad el esfuerzo de corte es nulo cuando el fluido esta en reposo………………………(f ) 2.- dibujar ( plotear ) el diagrama de distribución de velocidad y de distribución de esfuerzo cortante para V = 5y – 10y2 ( V= m/s , y = m) A.-DISTRIBUCION DE VELOCIDADES TABULANDO LA ECUACION (V=5Y-10Y2) TENEMOS: Y(m) 0 0.0025 0.005 0.0075 0.01

V (m/s) 0 0.0124 0.025 0.037 0.049

B.- DIAGRAMA DE DISTRIBUCION DE ESFUERZOS CORTANTES. DERIVANDO Y TABULANDO LA ECUACION TENEMOS: Τ = µ (5y-10y2) dτ= µ (5-20y) Y(m) 0 0.0025 0.005 0.0075 0.01

τ kg.f/m2 5 4.95 4.9 4.85 4.8

3.- Un cilindro rota a una velocidad angular de 15 rad/s. Una película de aceite separa el cilindro del recipiente que lo contiene. La viscosidad del aceite es: U = 9850x10-4 klq.s/m2 y el espesor (e) de la película 2x10-3 cm ¿Qué torque en kg-fxm se necesita para mantener en movimiento el cilindro a la velocidad indicada? (asumir distribución lineal y viscosidad newtoniana) Solución W= 15 rad/s U = 9850x10-4 kg-s/m2 e= 2x10-3 cm = 2x10-5 m h = 10cm = 10x10-2m D= 8cm R = 4cm = 4x10-2

a) Calculo del torque lateral (τ1) Dτ1= r.dF=r(τ.dA) t

h

∫ dT 1=2 π r 2 µ 0

T 1=2 π r 2 µ

v ∫ dh e 0

w w h=2 π r 3 µ h e e

v ¿ u .2πr.dh e

4 x 10 kg . masa∗sg 15 rad 7 sx 10∗10−2 m π (¿¿−2)2−2 x 9850 x 10−4 x m 2 x 10−5 τ 1=2 ¿ τ 1=29.71 N∗m

b).- Cálculo del torque en las bases (Tb):

d τ b=r . dF=r (µ Tb

r

µ r3 ∫ d τ b = 2 πw ∫ e 0 0

2 πw µ r 4 πw µr 4 ⇒ τ b= = 4e 2e

4∗10 ¿ ¿ ¿4 ¿

τb=

−2

π∗15 rad −4 kg−masa x 9850∗10 x¿ s m∗sg

τ b =2.97 N .m ⇒ Tτ b=2 τ b=5.94 N . m Finalmente el Torque total (t) es :

w.r ∗2 πrdr ) e

T=

Tτ b +τ 1=35.65 N . m

Convirtiendo a Kg.f T= 35.65N.mx(1kg.f/9.81N) T = 3.634 kgf.m

4.- Determine la viscosidad cinemática en unidades inglesas y en Stokes, de un fluido con viscosidad dinámica de 4 centi poise y densidad de 50Lb.masa/pie 3. Solución

DATOS

u =4 cent poise =

4 gr gr 100 cmxseg = 0.04 cmxseg

ρ =50

lb−m pie 3

a) Unidades inglesas

u

gr 1 kg 2.205 lb−m 2.54 cm 12 pulg x x x 1 kg−m 1 pulg 1 pie = 0.04 cmxseg x 1000 gr

u = 2.688x10

-3

Ѵ=

lb−m piexseg

u -5 2 ρ = 5.377x10 pie /seg

b) En stoke

1stoke =

1 poise 1 gr cm3

Convirtiendo

=1

cm2 seg

Ѵ = 5.377x10-5

pie 2 ( 12 pulg ) 2 ( 2.54 cm ) 2 x x seg 1 pie 2 1 pulg 2 cm 2

Ѵ= 0.049951 seg 2 = 0.0499 stoke