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Problemas de flujo de fluidos, Ejercicios de Mecánica de Fluidos

Tecnológico de Estudios Superiores de Chalco (TESCHA)Mecánica de Fluidos

Problemario de flujo de fluidos

Tipo: Ejercicios

2018/2019
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Subido el 18/11/2019

mariana-rodriguez-24
mariana-rodriguez-24 🇲🇽

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DATOS
V=50 o 0.005
D= 1000
Problema 1.16 11963 kg/m 2 43 Una esfera de
hierro de 50 cm3 de volumen se introduce en
agua. ¿Cuál es el empuje ascendente que recibe?
Si la esfera es hueca y pesa 40 g, ¿flotará o se
irá al fondo?
〖 𝑐 𝑐
𝑚〗 ^3
𝑚^3
𝐾𝑔⁄𝑚^
3
𝐸=𝑑𝑣𝑔
(1000 𝑘𝑔/𝑚^3 )(0.005 𝑚^3 )
(9.81 𝑚/𝑠^2 )= 49.05 kg
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pfd
pfe
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pf12
pf13
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¡Descarga Problemas de flujo de fluidos y más Ejercicios en PDF de Mecánica de Fluidos solo en Docsity!

DATOS

V=50 o 0. D= 1000

Problema 1.16 11963 kg/m 2 43 Una esfera de

hierro de 50 cm3 de volumen se introduce en

agua. ¿Cuál es el empuje ascendente que recibe?

Si la esfera es hueca y pesa 40 g, ¿flotará o se

irá al fondo?

𝑚〗 ^

𝑚^

𝐾𝑔⁄𝑚 3 ^

(1000 𝑘𝑔/𝑚^3 )(0.005 𝑚^3 ) (9.81 𝑚/𝑠^2 )= 49.05 kg

Datos R=0.

Problema 1.19 .Calcular la densidad

de un gas que tiene la siguiente

composición: 50% mol de hidrógeno;

40% mol de monóxido de carbono;

5% mol de nitrógeno y 5% mol de

dióxido de carbono; a 90°C y 1.2 atm.

𝑘𝑔/𝑚^

(PM)^ 𝑛=𝑤/𝑃𝑀= m (^90) 𝐾 ℃+273.15 𝑘=363. 0.5+0.4+0.05+0.05= 1 1 𝐻2+11.2 𝐶𝑂+1.4 𝑁2 +2.2 CO2 = 15.8 𝑔⁄𝑚𝑜𝑙 𝜌 𝑎𝑡𝑚)/(𝑚𝑜𝑙 𝑘))(363.15 𝑘))=((15.8 𝑔⁄(𝑚𝑜𝑙)(1.2 𝑎𝑡𝑚)))/((0.082 (𝑙= 0.6339 𝑔/𝑙

0.636 𝑔⁄(𝑙 ((1000 𝑙 )/(1 𝑚^3 )) )= 636 g/𝑚^

(^636) 𝑘𝑔)/1000𝑔 𝑔⁄𝑚^(3 ) ) = 0.636 kg/ (( 1 𝑚^

1 atm = 760 mmHg

PM= 28.96 g/mol

Problema 1.26 Determine la densidad

del aire a una presión de 586 mm de

Hg y a una temperatura de 20°C.

𝑅𝜌=0.4306 𝑘𝑔⁄𝑚^

586 𝑚𝑚𝐻𝑔 ((1 𝑎𝑡𝑚)/(160 𝑚𝑚𝐻𝑔)) = 0.7710 atm 𝜌 𝑎𝑡𝑚))/((0.082 (𝑙 𝑎𝑡𝑚)/(𝑚𝑜𝑙 𝑘))= ((28.96 𝑔/𝑚𝑜𝑙)(0. ( 293.15 𝑘)) = 0.928 𝑔⁄𝑙 0.928 𝑙)/(1 𝑚^3 𝑔⁄𝑙( 1𝑘𝑔/1000𝑔))) = 0.928 𝑘𝑔⁄𝑚^3= ((

Compuesto gramos PM moles CO2 16 g 44 0.36 mol O2 5 g 32 0.15 mol N2 7 g 28 2.82 mol 100 g 3.33 mol total

YCO2 = 0.36/ 3.33 = 0. YO2= 0.25/3.33 = 0. Yn2= 2.82/3.33= 0.

Problema 2.23 Determine la viscosidad

de unos gases de combustión formados

por 16% de CO2, 5% de O 2 y 79% de

N2 en volumen. La temperatura de los

gases es de 400°C y la presión de 1

atm.

𝜎=𝐶𝑂2=3941 , O2= 2.66, N2= 3.

𝜋 =0.48811 a 100 ℃ 𝜇 21 ) √(𝑃𝑀𝑇/(𝜎^2= 〖 𝑐 2.6693𝑋10 〗 ^(− 𝜋)) μ𝑐𝑜2= √((44∗400)/(( 〖 𝑐 2.6693𝑋10 〖 𝑐 3.911) 〗 ^(−21) 〗 ^(2 ) (0.4811)))=

𝜇𝑂 √(( 32 2= ∗400)/(( (^) 400)/(( 〖 𝑐 2.669〖 𝑐 3𝑋 2.60 (^10) )〗 〗 ^(−21) ^(2 ) (0.4811)))=

𝜇𝑁 √((28∗400)/((2= 〖 𝑐 2.6693𝑋10 〖 𝑐 2.06) 〗 ^(−21)〗 ^(2 ) (0.4811))) =

𝑃𝑀 3 𝑔/𝑚𝑜𝑙=100/3.33=30.

𝑃𝑀 (32))/0.00163/𝜇𝑛= ((0.108)(44))/0.00129+((0.840)(28))/0.00133+ ((0.040)= 22279.5 1 𝜇𝑛 0.00134=30.03/2227951=

Gramos 57 25

1035 Total

¿Qué diámetro de tubería será necesario para transportar 25 lis de un aceite a 15°C, con viscosidad cinemática de 2 x 10-4 m 2/s y una densi· dad de 0.912 kgll si la caída de presión máxima permisible en 1000 m de longitud es de 0.25 kg/cm

1000 m 11 22

22 𝑙⁄𝑠 (1𝑚^3)/1000𝑙=0.022 𝑚^3/𝑠

𝑣 (0.318 𝑙/𝑠)/𝐷^2=(8(0.25))/(𝜋𝐷^2 )-

𝐷 𝐹𝐷^2/=(8 〖 𝑐 (0.25)

〗 (0.25 ^(2(1000)))/𝜋^

v1=v Perdida de fricción= 138.91 j/kg

Problema 3.17 Una bomba con una

potencia de 5 C.V. aumenta la presión

de una corriente líquida que tiene una

densidad de 1.2. La presión inicial de

la corriente antes de entrar a la bomba

es de 585 mm de Hg. El gasto de

líquido es de 600 1 por minuto.

Calcúlese la presión de descarga de la

bomba en kg/cm2, considerando en la

bomba una eficiencia del 100 por

ciento. El diámetro de entrada de la

bomba es igual al de salida.

𝑃 ^21=0.79 𝑘𝑔⁄*9.81/19.5 〖 𝑐𝑐𝑚〗=774999 Pas ^2 * 〖 𝑐 100 〗 ^2/(1𝑚^2 ) 〖 𝑐𝑐𝑚〗 ∆𝑃 𝑃𝑎𝑠−23331.4=54.16/𝑝=𝑃1−𝑃2=77499 𝑔/𝑘𝑔

5.2 〖 𝑐𝑐𝑚〗 𝑘𝑔⁄ ^

Velocidad

Problema 3.19 Una bomba lleva una solución de densidad

relativa 1.84 desde un tanque a otro a través de una tubería de

diámetro interno igual a 5 cm, a razón de 492 l/mino El motor de

la bomba es de 5 HP Y 65% de esta potencia se utiliza en el

bombeo. El final de la línea de descarga está a 15.20 m por

arriba del tanque de almacenamiento. Calcule las pérdidas por

fricción y la presión que debe desarrollar la bomba si la toma de

entrada es de 7.5 cm de diámetro

V=492 1/𝑚𝑖𝑛*(1 𝑚𝑖𝑛)/(60 𝑠)∗4/(( 〖 𝑐 206)

(0.0254) 〗 ^2 )* (1𝑚^3)/1000𝑙= 11.980 m/s 𝐺 (1840 𝑘𝑔=492 1 /𝑚𝑖𝑛 )/𝑚^3 "" (1 "= " 𝑚^3 15.088 kg/s)/1000𝑙∗400)/(( 1 /(60 𝑠) " "

5𝐻𝑃(0.65) 1 𝑘𝑔𝑚/9.81= -274 kgm/s(745.7 𝑤)/ℎ(1 𝑚/𝑠)/1𝑤 15.20𝑚 kgm/kg 9.81/9.81= 15. ( 2𝑔𝑐∆𝑣^2)/=(3.876)^2/9.81=0. 65 𝑘𝑔𝑚/𝑘𝑔

Datos 5 pulg - 12.75 cm razón= 2250 l/min o 2. μ=480 cp

V=Ca/A

Problema 4.24 Un aceite fluye a través de una tubería de 5 pulgadas Cd 80 a

razón de 2 250 l/min.El aceite tiene una viscosidad de 480 cp. y una densidad

de 905 kg/ín 3. El sistema por el que circula es el siguiente:

𝑚^3/min

V= 2.960287 2.250/(0.127)(60)(𝜋/4) 𝑚/𝑠 =

(∑▒𝐹)/ (2(9.81)(0.127))𝜇=((0.016)(2.96)(75))/=1.42 kgm/kg

(20) kgm/kg9.81/9.81= 20

(20)(0721) ∆𝑝/(𝑝0 )=1.12 kgm

𝑝 𝑝1=2.14 (2)=4.18 𝑘𝑔𝑚