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• Francisco Mendoza

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UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR EN LÍNEA FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA Mecánica de fluidos

GUIA DE DISCUSIÓN 5

UNIDAD 3 DINÁMICA DE LOS FLUIDOS

SUB TEMAS: -ECUACION GENERAL DE ENERGIA PARA FLUJOS PERMANENTES DE FLUIDOS INCOMPRESIBLES -CAVITACIÓN

Este material ha sido proporcionado al estudiante en el marco de su formación a través de una carrera en línea en la Universidad de El Salvador. Se han respetado los derechos de autor para su elaboración. El debido uso del mismo es responsabilidad del estudiante .

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR EN LÍNEA FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA Mecánica de fluidos 1-Se bombea agua desde un lago hasta un tanque de almacenamiento que está 20 m arriba, a razón de 70 L/s, en tanto que se consumen 20.4 kW de electricidad. Se descartan cualesquiera pérdidas por fricción en los tubos y cualesquiera cambios en la energía cinética, determine a) la eficiencia total de la unidad bomba-motor y b) la diferencia de presión entre la admisión y la descarga de la bomba.

2-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.

3- Fluye agua por un tubo horizontal, cuyo diámetro es constante de 3 cm, a razón de 20 L/s. Se mide que la caída de presión a través de una válvula en el tubo es de 2 kPa. Determine la pérdida irreversible de carga de la válvula y la potencia útil de bombeo necesaria para vencer la caída resultante de presión.

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4- El nivel del agua en un tanque está 20 m arriba del suelo. Se conecta una manguera al fondo del tanque y la boquilla que está en el extremo de dicha manguera se apunta directo hacia arriba. El tanque está a nivel del mar y la superficie del agua está abierta a la atmósfera. En la línea que conduce del tanque a la boquilla está una bomba, la cual aumenta la presión del agua. Si el chorro de agua se eleva hasta una altura de 27 m por arriba del suelo, determine el aumento mínimo de presión suministrado por la bomba a la línea de agua.

5- Una bomba de aceite consume 35 kW cuando bombea aceite con ρ = 860 kg/m3, a razón de 0.1 m3/s. Los diámetros de entrada y salida del tubo son 8 cm y 12 cm, respectivamente. Si se mide que el aumento de presión del aceite en la bomba es de 400 kPa y la eficiencia del motor es de 90 por ciento, determine la eficiencia de la bomba.

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UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR EN LÍNEA FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA Mecánica de fluidos 6-La figura muestra una parte de un sistema de protección contra incendios donde una bomba impulsa agua a 60 °F desde un depósito y la lleva al punto B a razón de 1500 gal / min. Calcule la altura h que se requiere para el nivel del agua en el tanque, con el fin de mantener una presión de 5.0 psig en el punto A

7-Calcule la potencia que debe proporcionar la bomba en el sistema del problema 6 , cuando la presión en el punto B es de 90 psig, sí la presión en A se mantiene en 5.0 psig . 8-Por el tubo de la figura, fluye agua a 40 °F , hacia abajo. En el punto A la velocidad es de 10 pie / s y la presión es de 60 psig. La pérdida de energía entre los puntos A y B es de 25 lb-pie / lb . Calcule la presión en el punto B .

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UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR EN LÍNEA FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA Mecánica de fluidos 9--Sí se debe evitar cavitación del agua en cualquier punto de este sistema de tubería. Calcule el mayor diámetro de boquilla que se puede usar? . Patm=100 k Pa , presión de vapor absoluta de 10.3 kPa.

10- EI sistema de bombeo mostrado en la figura, deber tener una presión de 5 psi en la línea de descarga cuando la cavitación es incipiente en la entrada de la bomba. Calcúlese la longitud del tubo desde el depósito a la bomba para esa condición de operación si la perdida en el este tubo se puede expresar como : (0.03 L / D ) (V2 / 2g ) Calcule la potencia que está siendo suministrada al fluido, y que porcentaje de esta se está utilizando para vencer las perdidas. Lectura del barómetro: 30 pulg Hg.

11-Calcule el menor diámetro de boquilla d que producirá el régimen de flujo máximo a través del sistema . Presión atmosférica 98.6 kPa, temperatura del agua 40 ° C

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12-En este tubo convergente-divergente ocurre cavitación según se muestra. El agua en el lado derecho del tubo manométrico se ha evaporado totalmente, suponiendo T = 40 0C, calcular la lectura del medidor, sí la presión barométrica es de 750 mm de Hg.

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