Universidad Tecnolgica Nacional Facultad Regional Resistencia Ctedra: Mecnica de Fluidos y Mquinas Fluido Dinmicas

1) Dos superficies planas de grandes dimensiones estn distanciadas 25mm y el espacio est lleno con un lquido (=0,1Kgseg/m2). Suponiendo que el gradiente de velocidades es lineal, qu fuerza se requiere para mover una placa de poco espesor a una velocidad constante de 32cm/seg, si la placa dista 8mm de una de las superficies?

2) Un cilindro de radio 12cm gira concntricamente en el interior de un cilindro fijo de radio 12,6cm. Ambos cilindros tienen una altura de 30cm. Determinar la viscosidad dinmica del lquido si se necesita un par de 9Kgcm para mantener una velocidad de rotacin de 60rpm.

Igualando los segundos miembros de ambas ecuaciones:

3) Calcular: la densidad , el peso especfico y el volumen especifico del metano a 38C y 8.5 Kg/cm2

pRT con R = 53m/k

= = = 0.525

4) Si 6m3 de aceite pesan 5080Kg calcular: la densidad , el peso especfico y la densidad relativa Sr.

5) A 32C y 2.10 Kg/cm2 el volumen especifico de cierto gas es de 0.71 m3/Kg. Determinar R y .

pRT

R= = = 48.88

= = = 0.142

6) Determinar la variacin de volumen de 1m3 de agua a 27Cal aumentar la presin en 21Kg/cm2. Utilizar una tabla de constantes para lquidos y gases.

7) A partir de los siguientes datos experimentales determinar el modulo de elasticidad del agua a 35 kg/cm2 con 30 dm3 y 250 kg/cm2 con 29.7 dm3.

8) De tabla, la viscosidad del agua es 0.01008 poise. Calcular la viscosidad absoluta en si la Sr a 20C es de 0.998. Calcular la viscosidad cinemtica J en

1 = 98.1 poise

> = 0.998 x = 101.73

J = = = 1.01x10-6 m2/seg x 10000 cm2/m2 = 0.01 cm2/seg

J = 0.01 stoke 9) Hallar la viscosidad cinemtica de un liquido cuya viscosidad absoluta es 15.14 poise y su Sr= 0.964 dando el resultado en

> = 0.964 x = 98.26

J = = = 1.52x10-3 m2/seg = 15.2 stoke

10) Calcular la altura a la que ascender en un tubo capilar de 3mm de dimetro agua a 21C donde = 0.0740 kg/m

H = = = 0.098m

11) Un manmetro diferencial est unido a dos secciones A y B de una tubera por la que circula agua. La lectura del manmetro de mercurio es de 0.6m. Calcular la diferencia de presiones entre A y B en kg/cm2.

12) El deposito de la figura contiene aceite de Sr = 0.75. Se quiere conocer la presin en el punto A del manmetro en kg/cm2

13) Con referencia a la figura el punto A est 53cm por debajo de la superficie libre del lquido (SLL) de densidad relativa Sr=1.25. Cul ser la presin manomtrica en el punto A si el mercurio asciende 34.3cm en el tubo?

14) Con referencia a la figura. Qu presin manomtrica de A har que la glicerina suba hasta la cota de 9m? sabiendo que el peso especfico de la glicerina es de 1250Kg/m3 y el del aceite de 882Kg/m3.

15) Calcular la presin a una altitud de 1200 m si po = 1.033 kg/ cm2 a nivel del mar. Considerar condiciones isotrmicas a 21C

R=29.3 m/k

o= = = 1.2 kg/m3

P = 0.9 kg/cm2 = 9000 kg/m2

16) Determinar la fuerza que acta sobre el rea triangular y el centro de presin para el grfico de la figura.

17) Determinar la fuerza debida a la accin del agua sobre la superficie rectangular de 1m x 2m.

18) El agua alcanza el nivel E en la tubera vertical que se alcanza el deposito ABCD de la figura, despreciando el peso del depsito y de la tubera de elevacin. Determinar y situar la fuerza que acta sobre AB de 2,4m de ancho, la fuerza total sobre el fondo del depsito, finalmente comparar el peso total del agua con el resultado anterior y explicar las diferencias.

19) La compuerta ABC tiene una articulacin en B y tiene 1,2m de longitud. Despreciando el peso de la compuerta, determinar el momento no equilibrado debido a la accin del agua sobre la compuerta.

M = 0

Fc = 3529 Kg

20) Se quiere calcular el espesor de pared de un cilindro de 1.5m de dimetro con una Presin interior de 20 Kg/cm2, sabiendo que el material es acero al carbono cuya tensin admisible es = 900 Kg/cm2

e == = 0.016 m = 1.66 cm

21) Calcular el e de una garrafa de oxigeno que contiene en su interior 150 kg/cm2 sabiendo que el dimetro es de 25 cm y = 1100 Kg/cm2

e == = 1.704 cm

22) Un cascaron del mismo material y presin interna debe ser dimensionado. Calcular el e.

e == = 0.852 cm

23) Un deposito rectangular de 8 metros de longitud, 3 metros de profundidad y 2 metros de ancho contiene 1.5 metros de agua con una aceleracin en la direccin de su longitud de 2.45 m/seg2.Calcular la F total debido a la accin del agua. Demostrar que las diferencias entre estas fuerzas son igual a la F no equilibrada.

24) Un deposito abierto de 9 metros de longitud, 1.2 metros de ancho y 1.2 metros de profundidad tiene aceite de densidad relativa 0.822 hasta una altura de 1m en reposo. Se acelera en la direccin de su longitud hasta una velocidad de 14 m/seg. Cul es el intervalo de tiempo para acelerar el depsito hasta dicha velocidad sin que se derrame el lquido?

25) Un deposito cilndrico abierto de 2metros de altura y 1 metro de dimetro contiene 1.5 metros de agua. Si el cilindro gira alrededor de su eje:a) Qu velocidad de rotacin se puede alcanzar sin que se derrame agua?b) Cul es la presin en el fondo del depsito en C y D cuando la velocidad de rotacin 6 rad/seg?

a)

b)

26) Un depsito cilndrico abierto de 120cm de dimetro y 180cm de profundidad se hace girar a 60rpm Qu volumen de lquido se derrama y cul es la profundidad en el eje?

27) A qu velocidad debe girar el depsito anterior para que el centro del fondo del depsito tenga un nivel de lquido nulo, siendo h=1.8m?

28) A travs de una tubera de 15cm de dimetro esta fluyendo aceite de Sr=0.75 a 1.05 kg/cm2 de presin manomtrica. Si la energa total respeto de un plano de referencia situado a 2.40m debajo del eje de la tubera es de 17.6 Kgm/Kg. Determinar el caudal de aceite en m3/seg.

V2= = 4.85 m/seg

Q = V x A = 4.85 m/seg x = 86x10-3 m3/seg

29) Una tubera produce N= 600cv cuando Q de agua a travs de la misma es de 0.6 m3/seg. Suponiendo un n = 87 %. Que altura acta sobre la tubera?

N =

Ht = = = 75m

Hr =

30) En la figura estn circulando 0.37 m3/seg de agua de A a B. Existiendo en A una altura de presin de 6.6m. Suponiendo que no existen perdidas de energa entre A y B determinar la altura de presin en B y dibujar la altura de las lneas totales.

Q = VA x AA = VB x AB

VA = Q/AA =

VB = Q/AB =

31) En el Venturimetro mostrado en la figura, la lectura del manometro diferencial de Hg es de 35.8 cm. Determinar el Q de agua a travs del venturimetro si se desprecian las perdidas entre A y B.

= 5.26m

Q = VA x AA = VB x AB

VA =

VB = 10.81 m/seg

Q = VB x AB = 0.18377 m3/seg

32) Por la seccin A de una tubera de 7.5 cm de dimetro circula CO2 a una velocidad de 4.5 m/seg. La presin en A es de 2.1 kg/cm2 y la temperatura de 21C.Aguas abajo en el punto B la presin es de 1.4 kg/cm2 y la temperatura es de 32C. Para una lectura manomtrica de 1.05 kg/cm2 calcular la velocidad en B y comparar los caudales volumtricos en A y B. La cte R= 19.3 m/k.

= VA x A x AA = VB x B x AB

AA = AB = VB= = Q = VA x AA = Q = VA x AB = 33) Que dimetro mximo de tubera ser necesario para transportar 0.23 kg/seg de aire a una velocidad de 5.5 m/seg. La temperatura del aire es de 23C y la presin absoluta es de 2.4 kg/cm2

= 0.23 R = 29.3

= = 0.083

A =

A =

dmax = = = 0.138 m m

34) Determinar la perdida de carga en un tramo de tubera nueva de fundicin sin recubrimiento de 30 cm de dimetro interno y 1000 m de longitud cuando:a) fluye agua a 15C y velocidad 1.5 m/segb) fluye fuel oil medio a 15C y velocidad 1.5 m/seg

Por medio de tablas obtengo el valor de la viscosidad cinemtica para los distintos casos

D = 0.3 m

a) Para el aguab) = = 3.98x

Tomamos del baco de Moody un valor f0.019

b) Para fuel oil medio:

= = 2410

Tomamos del baco de Moody un valor f0.027

35) Calculo de fuerzas de los cilindros hidrulicos del equipo

F1 = p x A1 = 30 = 589 kgF2 = p x (A1-A2) = 30 = 528.73 kgF2 = p x (A1-A2) = 30 = 469.76 kg