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UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA DEPARTAMENTO ACADEMICO DE INGENIERIA DE MINAS, GEOLOGICA Y CIVIL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

PRACTICA DOMICILIARIA DE MECANICA DE FLUIDOS I (IC-347) PROB 1.- En la figura N° 01 se muestra un viscosímetro que contiene líquido viscoso de espesor e = 0.5cm., esta

rota alrededor del eje vertical con una velocidad angular ω = 4rad/seg y genera una potencia de 0.05HP, “O· es el centro del arco AB. Calcular el valor de la viscosidad dinámica  del líquido viscoso.

W

6cm.

6cm.

4cm. liquido viscoso

R 18cm.

e

R

Figura N° 01 8cm. e

PROB 2.- Un fluido de viscosidad μ y peso específico γ fluye entre dos placas paralelas de grandes dimensiones inclinadas un ángulo θ cuya separación es h. Una de las placas se mueve con velocidad V 0 y la otra con velocidad 2V0, tal y como se muestra en la figura. Asimismo, se mide la presión en un punto de la sección transversal 1, y ésta adopta un valor P0.

FIGURA N° 02

1.- Determinar la presión necesaria en un punto de la sección transversal 2, situado a la misma distancia del eje x que el anterior, para que el caudal neto circulante por cualquier sección transversal sea nulo. La sección transversal 2 está separada de la 1 por una distancia de L metros. 2.- Determinar la expresión del campo de velocidades u(y) de la manera más compacta posible. 3.- Dibujar de manera aproximada el perfil de velocidades en una sección transversal cualquiera, determinando las coordenadas del punto en el que la velocidad local se anula.

PROB 3.- En la figura N° 3 se muestra una esfera de 2.0m de diámetro que contiene agua bajo presión. Está construido por dos secciones semiesféricas unidos mediante 40 pernos ¿Cuál es la fuerza total en cada perno para mantener unida la sección? La densidad relativa del mercurio (Hg) es 13.6.

Campana cilindrico

W Aire

Bloque

1.2m

Aire Agua

Agua 0.2m

Gas Agua

Hg

Agua 0.25m

2.5m

D.R.Hg = 13.6

Hg

Agua

3.2m

Pernos

figura N° 3 PROB 4.- Un amortiguador hidráulico ilustrado en la siguiente figura, consta de un cilindro exterior de diámetro interior Dc, dentro del cual está colocado un embolo de diámetro De muy próximo a Dc; el cilindro exterior es completamente cerrado a excepción de la abertura por donde entra el eje que acopla el embolo. El cilindro exterior está lleno de aceite y el eje está sellado en forma tal que el aceite no pueda escaparse. El cilindro exterior puede fijarse a una armadura y el eje a un miembro de una máquina que quiera ser amortiguado. Encontrar la fuerza de la resistencia del amortiguador en función de los parámetros apropiados y de la velocidad del émbolo.

L

Aceite De

Dc

Embolo V

Aceite

Aceite

Seccion de cilindro

l

Figura N° 04 PROB 5.- Para el sistema de la figura N° 5 determinar la diferencia de presiones entre los puntos A y B sabiendo que: D.R. aceite = 0.8, 13,600 = 1 ‫ ﻻ‬kgf/m3, 9 = 2 ‫ﻻ‬grf/cm3 y 9500 = 3 ‫ﻻ‬kgf/m3 .

30Lbf/pulg²

20 cm

ACEITE

50 cm

AGUA

15 cm

GAS

Agua

25 cm

25cm

Agua A 40 cm B Agua

Figura N° 05 PROB 6.- En la figura N° 06 se muestra un viscosímetro que contiene líquido viscoso de espesor e = 1cm., esta rota alrededor del eje vertical con una velocidad angular W = 4rad/seg y genera una potencia de 0.01HP, “O· es el centro del arco AB. Calcular el valor de la viscosidad dinámica  del líquido viscoso.

W 10cm Liquido viscoso

O

5cm

25cm

e 20 cm

A

B

e

FIGURA N°06

PROB 7.- En la figura N° 07 se muestra un viscosímetro que contiene líquido viscoso de espesor e = 2cm., esta rota con una velocidad angular  = 6rad/seg y genera una potencia de 0.015HP . Calcular el valor de la viscosidad dinámica  del líquido viscoso.

15cm Liquido viscoso 30cm e

10cm e

FIGURA N°07

PROB 8.- En la figura N° 8 se muestra una esfera de 2.0m de diámetro que contiene agua bajo presión. Está construido por dos secciones semiesféricas unidos mediante 60 pernos ¿Cuál es la fuerza total en cada perno para mantener unida la sección? La densidad relativa del mercurio (Hg) es 13.6.

Gas (P = 2000kgf/m2)

Agua

Agua 0.25m

2.5m

Hg D.R. = 13.6

Agua Pernos

FIGURA N°08

PROB. 09.- En la figura N° 09, la presión en el tanque “A” es 840grf/cm 2. Hallar la presión en el tanque “B”.

35cm Hg

Hg

AGUA

48cm

30cm

Hg

AGUA

70cm

20cm

ACEITE

D.R.=0.8

45cm

A

20cm

CO2

Gas

20cm

N2

AIRE

CO

B

Hg

Hg

FIGURA N°09

PROB. 10. Un eje de 50 mm de diámetro gira a 1.000 rpm en el interior de un cilindro de 52mm de diámetro interior y 200 mm de longitud, que gira a su vez, en el sentido contrario al Eje, a 350 rpm. El espacio entre el eje y el cilindro está ocupado por un lubricante de viscosidad dinámica de 0,125 Po. Calcular la potencia disipada por la resistencia ofrecida por el lubricante.

Nota: Fecha máxima de presentación Jueves 02 de Mayo a horas 12.00 del medio día