PRACTICA DE ESTATICA Y FLUIDOS, Diapositivas de Física

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PRACTICA 01: ESTATICA

DE FLUIDOS

ELABORADO POR DR. ING. ALI E. DIAZ CAMA

1) Presión en un tanque esférico. Calcule la

presión en lb/pulg

abs, en el fondo de un

tanque esférico que contiene petróleo y cuyo

diámetro mide 8,0 pies. La parte superior del

tanque está abierta a la atmósfera con una

presión de 14,72 lb/pulg

abs. La densidad del

petróleo es 0,922 g/cm

. Respuesta: 17,

lbf/ pulg

(psia)

SOLUCIÓN

Reemplazando en (1)

h D 8 , 0 pies

3

0 , 922 g /cm

petroleo

 

D

P 14 , 72 psia

0



.

2

P 

2

2

2

2

2

2 3

2

lg

17 , 92

12 lg

1

8

32 , 174

32 , 174

57 , 56

lg

14 , 72

pu

lbf

P

pu

pie

pie

lb s

lb pie

pie s

pie

lb

pu

lb

P

f

m

m

f



















 





  

2) Presión con dos líquidos: Hg y agua. En el fondo

de un tubo de ensayo abierto a 293 K se colocan

12,1 cm de Hg y encima 5,6 cm de agua. Calcule la

presión en el fondo del tubo cuando la Presión

atmosférica es de 756 mm de Hg. Use la densidad

de 13,55 g/cm

3

para el Hg. Proporcione la

respuesta en términos de dina/cm

2

, lb/pulg

2

abs.

Vea los factores de conversión en el apéndice.

Respuesta: 1,191x l

6

dina/cm

2

; 17,27 lb/pulg

2

abs.

3) Carga y presión de un fluido combustible. La

presión en la parte superior de un tanque de

combustible es de 180,6 kN/m

. La

profundidad del líquido en el tanque es de

6,4 m y la densidad del combustible de 825

kg/m

. Calcule la carga del líquido en m

correspondiente a la presión absoluta en el

fondo del tanque. Respuesta: 232,

kN/cm

4) Medición de presión. Un

manómetro abierto en forma de U

parecido al de la figura 01, se usa

para medir la presión absoluta P

a

en

un recipiente con aire. La presión P

b

es la presión atmosférica, 754 mm

Hg. El líquido en el manómetro es

agua, que tiene una densidad de

1000 kg/m

3

. Suponga que la

densidad ρ

0

es de 1,30 kg/m

3

y que

es muy pequeña la distancia Z. La

lectura de R es de 0,415 m. Calcule

P

a

en kPa y Psia Respuesta: Pa =

104,6 kPa; 15,17 psia

Solución

=

P P R g

a b A B

3 2

P P 0 , 415 m ( 1000 1 , 30 )kg/m 9 , 8 m/s

a b

    

2 2

P P 4062 N / m 4 , 062 kN /m

a b

  

2

2

100 , 52 /

760

101 , 325 /

754

P kN m

mmHg

kN m

P mmHg

b

b



 

Solución

=

P 104 , 6 kN / m

a



P 4 , 062 kN /m 100 , 52 kN /m

a

 

6) Medida de la diferencia de

presión en recipientes. En la

figura 2.1.1 (b) se usa el

manómetro diferencial para

medir la diferencia de

presión entre dos

recipientes. Deduzca la

ecuación de la diferencia de

presión P

A

• P

B

en términos

de la altura y la densidad de

los líquidos.

Figura 2.1.1(b)

Solución

Solución

Primera caso (balance de fuerzas)

cm

h cm

h cm

h cm

h 70

40

10

60









Solución

. Primera caso (balance de fuerzas)

Nota: Las fuerzas descendentes son positivas y las

ascendentes son negativas

Solución

. Primera caso (balance de fuerzas)

Nota: Las fuerzas descendentes son positivas y las

ascendentes son negativas

Ordenando la ecuación anterior

Reemplazando en el modelo

Operando la ecuación anterior

1 demar 3 2

P P g h g h g h

A B Agua Agua Hg

            

 

2 1 demar 3

P P g h h h

A B Hg Agua Agua

          

Solución

. Segundo método: El analisis se inicia con la

presión de agua dulce (Pa) y se mueve a lo

largo de la tubería, sumando cuando se

baja y restando cuando se sube los

términos de ρgh,gh, hasta llegar a la tuberia

de agua de mar y como resultado es Pb

◦

r

A Agua Hg aire agtuademar B

P  gh  gh  gh  gh P

1 2 4 3

   

2 1 3

P P g h g h g h

A B Hg Agua agtuademar

            

 

2 1 3

P P g h h h

A B Hg Agua agtuademar

         