Docsity
Docsity
Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes

Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity

Consigue puntos base para descargar
Consigue puntos base para descargar

Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium

Orientación Universidad
Orientación Universidad
Vende en Docsity
Vende en Docsity
Docsity AI
Docsity AI
Inicia sesiónRegístrate

Prepara tus exámenes

Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity

Busca documentos

Prepara tus exámenes con los documentos que comparten otros estudiantes como tú en Docsity

Busca tu universidad

Encuentra los documentos específicos para los exámenes de tu universidad

Video Cursos

Estudia con lecciones y exámenes resueltos basados en los programas académicos de las mejores universidades

Quiz

Responde a preguntas de exámenes reales y pon a prueba tu preparación

Docsity AINEW

Resume tus documentos, hazles preguntas, conviértelos en quiz y mapas conceptuales

Ver preguntas

Despeja tus dudas leyendo las respuestas a las preguntas que realizaron otros estudiantes como tú

Consigue puntos base para descargar

Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium

Compartir documentos
download point icon20 Puntos

Por cada documento subido

Responde a las preguntas
download point icon5 Puntos

por cada respuesta dada (máx. 1 al día)

Todos los modos para conseguir puntos gratis
Consigue puntos de inmediato

Elige un plan Premium con todos los puntos que necesitas.

Oportunidades de estudio

Elige tu próximo programa de estudio

Ponte en contacto inmediatamente con las mejores universidades del mundo. Busca entre miles de universidades en todo el mundo. Busca entre miles de universidades partner oficiales

Comunidad

Pregúntale a la comunidad

Pide ayuda a la comunidad y resuelve tus dudas de estudio

Ebooks gratuitos

¡Nuestros e-books salva-estudiantes!

Descarga nuestras guías gratuitas sobre técnicas de estudio, métodos para controlar la ansiedad y consejos para la tesis preparadas por los tutores de Docsity

Operaciones Unitarias I: Flujo de Fluidos Incompresibles, Pérdidas Primarias y Secundarias, Apuntes de Producción y Gestión de Operaciones

Universidad de El SalvadorProducción y Gestión de Operaciones

Discusión número cuatro de la materia de operaciones unitarias

Tipo: Apuntes

2019/2020

Subido el 27/11/2020

anibal-quinonez
anibal-quinonez 🇸🇻

2 documentos

1 / 12

Toggle sidebar

Esta página no es visible en la vista previa

¡No te pierdas las partes importantes!

bg1
UES – FIA – ESCUELA DE INGENIERIA QUIMICA E INGENIERÍA DE ALIMENTOS
OPERACIONES UNITARIAS I
1/12
DISCUSION 4
“FLUJO DE FLUIDOS INCOMPRESIBLES, PERDIDAS PRIMARIAS Y SECUNDARIAS”
1. Por una turbina hidráulica circula un caudal de 3 m3/s. A la entrada de la turbina en la tubería forzada
de 1 m de diámetro, un manómetro marca una presión de 3.5 bar. A la salida de la turbina en la tubería
de 1.5 m de diámetro, un vacuometro marca una presión de 150 torr por debajo de la presión
atmosférica. La salida de la turbina se encuentra a 5 m más abajo que la entrada. La altura perdida
por rozamiento entre la entrada y la salida asciende a 10 kgf.m/s Calcular la potencia suministrada
por la turbina despreciando todas las demás pérdidas.
2. Una bomba lleva una solución de 1.84 SpGr de un tanque a otro a través de una tubería de succión
de 3” CD 40 y la de descarga de 2” CD 80, con un caudal de 500 lts/min. El motor de la bomba es de
5 HP y tiene 65% de eficiencia. El final de la descarga esta a 15 m sobre el nivel del líquido de
entrada. Calcule las pérdidas por fricción y la presión que debe desarrollar la bomba en kgf/cm2.
3. Se bombea agua a 68 ºF, con un caudal constante de 5 pie3/min, desde un gran depósito situado en el
suelo hasta la parte superior abierta de una torre experimental de absorción. El punto de descarga esta
a 15’ por encima del suelo, y las pérdidas por fricción en la tubería de 2” que conecta el depósito con
la torre asciende a 0.8 lbf-m/lbm. ¿A que altura ha de mantenerse el nivel del agua en el depósito, si
la potencia que puede desarrollar es tan solo de 1/8 de CV?
4. A través de una tubería de 4 pulgadas de diámetro con una longitud de 2630 m fluye petróleo crudo
pesado (
= 830 kg/m3), = 0.8 Pa.s). La tubería conecta un tanque de almacenamiento, el cual
genera una cabeza de 3 metros, con una piscina de separación agua-petróleo. Suponiendo que el flujo
es laminar, calcule el caudal de petróleo que sale al final de la tubería como un chorro libre. Calcule
la velocidad media y verifique que el número de Reynolds sea menor que el crítico.
5. Calcular el caudal ideal que circula por la tubería de la figura. Despréciense los rozamientos.
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa

Vista previa parcial del texto

¡Descarga Operaciones Unitarias I: Flujo de Fluidos Incompresibles, Pérdidas Primarias y Secundarias y más Apuntes en PDF de Producción y Gestión de Operaciones solo en Docsity!

OPERACIONES UNITARIAS I

DISCUSION 4 “FLUJO DE FLUIDOS INCOMPRESIBLES, PERDIDAS PRIMARIAS Y SECUNDARIAS”

  1. Por una turbina hidráulica circula un caudal de 3 m^3 /s. A la entrada de la turbina en la tubería forzada de 1 m de diámetro, un manómetro marca una presión de 3.5 bar. A la salida de la turbina en la tubería de 1.5 m de diámetro, un vacuometro marca una presión de 150 torr por debajo de la presión atmosférica. La salida de la turbina se encuentra a 5 m más abajo que la entrada. La altura perdida por rozamiento entre la entrada y la salida asciende a 10 kgf.m/s Calcular la potencia suministrada por la turbina despreciando todas las demás pérdidas.
  2. Una bomba lleva una solución de 1.84 SpGr de un tanque a otro a través de una tubería de succión de 3” CD 40 y la de descarga de 2 ” CD 80, con un caudal de 500 lts/min. El motor de la bomba es de 5 HP y tiene 65% de eficiencia. El final de la descarga esta a 15 m sobre el nivel del líquido de entrada. Calcule las pérdidas por fricción y la presión que debe desarrollar la bomba en kgf/cm^2.
  3. Se bombea agua a 68 ºF, con un caudal constante de 5 pie^3 /min, desde un gran depósito situado en el suelo hasta la parte superior abierta de una torre experimental de absorción. El punto de descarga esta a 15’ por encima del suelo, y las pérdidas por fricción en la tubería de 2” que conecta el depósito con la torre asciende a 0.8 lbf-m/lbm. ¿A que altura ha de mantenerse el nivel del agua en el depósito, si la potencia que puede desarrollar es tan solo de 1/8 de CV?
  4. A través de una tubería de 4 pulgadas de diámetro con una longitud de 2630 m fluye petróleo crudo

pesado (  = 830 kg/m^3 ),  = 0.8 Pa.s). La tubería conecta un tanque de almacenamiento, el cual

genera una cabeza de 3 metros, con una piscina de separación agua-petróleo. Suponiendo que el flujo es laminar, calcule el caudal de petróleo que sale al final de la tubería como un chorro libre. Calcule la velocidad media y verifique que el número de Reynolds sea menor que el crítico.

  1. Calcular el caudal ideal que circula por la tubería de la figura. Despréciense los rozamientos.

OPERACIONES UNITARIAS I

  1. Una población se suple de agua de un lago cercano (temperatura de 25°C), bombeándola a un tanque de captación sobre una colina. La bomba esta colocada a 15 pies arriba del nivel del agua y la tubería de succión esta sumergida 10 pies debajo de la superficie del lago y el nivel del tanque es mantenido constante. A 310 pies arriba de la tubería de descarga de la bomba, las pérdidas por fricción son de 140 lbf-pie/lbm a través de toda la tubería, que tiene un diámetro de 4 plg. cedula 40 Si la capacidad de la bomba es de 6000 gal/hr, con una eficiencia del 85%, calcular la caída de presión de la bomba?
  2. En el sistema ilustrado la bomba debe producir un caudal de 160 L/s de aceite de densidad relativa 0.762 hacia el recipiente D. Suponiendo que las pérdidas por fricción entre A y B son de 2.5 kgf- m/kg y entre C y D de 6.5 kgf-m/kg, ¿qué potencia en CV. debe suministrar la bomba a la corriente?

OPERACIONES UNITARIAS I

  1. Por una tubería vertical de 50 mm desciende 1 L/s de aceite cuya viscosidad cinemática es 20 x 10-^6 m^2 /s y su densidad relativa 0.92. Se conecta un manómetro diferencial entre dos puntos situados a una distancia de 400 cm. El líquido manométrico tiene una densidad relativa de 1.4. No hay aire en las conexiones. Calcular la lectura del manómetro.
  2. Por una tubería de 12 pulgadas Cd 30 fluye petróleo de 30°API a 15 °C y una viscosidad de 75 segundos universales saybotl. Para un caudal de 1900 bbl/h determine la potencia requerida de bombeo con una eficiencia de bomba del 67%, para transportar el petróleo a una distancia de 800 km con un punto de descarga a 60 m de elevación.
  3. Por una tubería horizontal de 40 mm de diámetro interno fluye agua a temperatura ambiente, con una velocidad media de 2 m/s. La tubería se conecta mediante una reducción a otra de 50 mm de diámetro interno. Se instala un tubo de vidrio vertical en la primera sección de tubería a 30 cm de distancia de la reducción y otro tubo igual en la tubería de menor diámetro a 30 cm después de la reducción. Calcular la diferencia de niveles en los tubos según se indica en el esquema.
  4. Determine las pérdidas por fricción y la diferencia de presiones entre la entrada y salida, cuando agua a 20°C pasa por la contracción indicada.

OPERACIONES UNITARIAS I

  1. Por un canal rectangular ubicado en forma horizontal de 2 cm de ancho y 1 cm de altura, fluye aceite de densidad relativa igual a 0.8 y una viscosidad absoluta de 20 cps. Si el caudal es de 360 L/h, calcule las pérdidas de presión en una sección de 1.5 metros de longitud del canal.
  2. Determinar la potencia requerida para bombear 3 kg/s de acido sulfúrico al 95% p/p a través de tubería de plomo de 50 mm de diámetro interno a una distancia de 800 m y elevación de 15 m con relación al punto de partida. La eficiencia de la bomba es del 75%.
  3. a) Para el sifón mostrado, con h = 3 m, determinar la altura H a la que dejará de funcionar, si el coeficiente global de pérdidas es de 4 y de 2.5 hasta el punto 2. b) Determinar las pérdidas de carga hasta el punto 2. c) Para un caudal descargado de 2.8 ft^3 /s, un valor de H = 8 ft y h = 3ft. Determinar las pérdidas en términos de cabeza de velocidad.
  4. Calcular el caudal a través de la tubería representada en la figura para H = 10 m y determinar la pérdida de altura H para Q = 50 l/s.

H 2 O,

30ºC

3 2 h H 1

OPERACIONES UNITARIAS I

  1. La melaza es la materia prima base para la producción de Etanol. Esta en una primera fase se diluye de 85° BRIX a 20°BRIX (r = 1.07, μ = 15 cp) para pasar a la etapa de fermentación. En la planta productora, la melaza ya diluida y esterilizada se envía desde un tanque cerrado hacia dos tanques de fermentación, ubicados en un segundo nivel de la planta. En el sistema mostrado la tubería de entrada a la bomba es de 3” Cd 40 y la de salida es de 2 1/2” Cd. 40, hasta los fermentadores, el material es de acero comercial. Los codos son Standard de 90° y las válvulas de globo. Las distancias mostradas en metros, en el diagrama, corresponden a los tramos rectos entre accesorios (no está a escala). El manómetro del tanque de melaza diluida da una lectura de cero psig y la altura del nivel del líquido en ese tanque es de 4 metros. a) Determine las pérdidas teóricas totales, en el sistema de tuberías mostrado, cuando éste funciona con el llenado simultáneo de los tanques de fermentación. Elaborar cuadro resumen de datos utilizados y cálculos parciales. b) ¿Que recomienda en el montaje dado para reducir esas pérdidas? c) Determine la potencia de la bomba, si se trabaja solo en el llenado del segundo tanque, es decir, con la válvula de llenado al primer tanque cerrada. El caudal manejado por la bomba es de 1200 l/min y su eficiencia del 70%. d) Determine la presión de salida de la bomba.
  2. Un sistema de bombeo extrae 600 gal/mim de agua de un estanque a la parte superior de un almacén en donde se verifica el lavado a presión. El sistema está formado por tubería de hierro fundido cédula

OPERACIONES UNITARIAS I

Carga de la bomba: La toma está 2 m abajo de la superficie del estanque Diámetro tubería: 6 pulgadas Longitud tubería: 60 m 1 válvula de globo totalmente abierta 1 válvula de compuerta totalmente abierta 5 codos 90° Descarga de la bomba: Descarga 30 m sobre la superficie del estanque Diámetro tubería: 6 pulgadas Longitud tubería: 20 m 1 válvula de globo totalmente abierta 2 codos 90° Reducción a 4 pulgadas Longitud: 75 m 1 válvula de retención convencional 1 válvula de globo totalmente abierta 5 codos 90° Se requiere que la presión de descarga del agua sea de 3 atm. Calcular la potencia de la bomba, siendo la eficiencia de 65% y la temperatura de 25°C.

  1. ¿Qué presión debe tener el aire suministrado a un montajugos para elevar ácido sulfúrico al 30% peso en agua, a una altura de 10 m, a través de 50 m de tubería de acero comercial de 2.5 cm de diámetro interior y a razón de 1 kg/s?

OPERACIONES UNITARIAS I

los codos se cambian a codos de 90 estándares y la válvula se abre completamente, considere ambos casos.

  1. A través del siguiente sistema fluye agua a 60°C con un caudal de 1600 L/min. ¿Cuál es la velocidad en las líneas de 5 y 4 pulgadas? ¿Cuál es la caída de presión entre el punto 1 y 2?
  2. Se bombea agua de un depósito a un tanque de almacenamiento situado en la parte superior de un edificio, utilizando para ello una bomba centrífuga. Entre las dos superficies existe una diferencia de nivel de 60 m. La tubería de entrada está a 3 m por debajo de la superficie del agua y las condiciones son tales que el nivel permanece constante. El tanque de almacenamiento está abierto a la atmósfera y el nivel permanece constante. La tubería de entrada al tanque de almacenamiento está a 2 m por debajo de la superficie. El sistema de tuberías antes de la bomba está formado por 60 m de tubería de 6 pulgadas Cd 40 de hierro y contiene 2 codos de 90° y una válvula de compuerta abierta. Después de la bomba hay 100 m de tubo de 4 pulgadas Cd 40 de hierro galvanizado con una válvula de compuerta abierta y 3 codos de 90°. Se desea mantener un flujo de agua de 2500 L/min. La

OPERACIONES UNITARIAS I

temperatura del agua es de 20°C. Si la eficiencia del motor bomba es de 60 %, ¿cuál sería el costo del bombeo diario si el kW/h cuesta 1 dólar?

  1. Si el flujo de agua manejado en el sistema siguiente es de 4 L/s a 15°C, ¿cuál deberá ser la presión que indica el manómetro en 1? El tanque está abierto a la atmósfera. Tubería de acero comercial de Cd 40.