SESIÓN HIDRODINÁMICA

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1. Se necesita llenar una piscina circular con diámetro de 15m a una profundidad de 3m. Determinar el flujo de entrada en  si la piscina se llena en 2 horas. Encuentre la cantidad de mangueras de 5,1 cm de diámetro que se requieren si la velocidad del agua no debe exceder de 30,5 cm/s.[pic 4]
2. Del depósito A de la Fig. 1 sale agua continuamente pasando a través de depósito cilíndrico B por el orificio C. EL nivel de agua en A se supone constante, a una altura de 12 m sobre el suelo. La altura del orificio C es de 1,2 m. El radio del depósito cilíndrico B es de 10 cm y la del orificio C, 4 cm. Calcular:

1. La velocidad del agua que sale por el orificio C.
2. La presión del agua en el punto P depósito pequeño B.
3. La altura h del agua en el manómetro abierto vertical.

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Figura 1

1. El suministro de agua de un edificio se alimenta por medio de una tubería principal de 6 cm de diámetro. Se observa que de una llave de agua con un diámetro de 2 cm que se localiza a 2 m por encima de la tubería principal se llena una cubeta de 25 litros en 30 s. (a) ¿Cuál es la rapidez con la que sale el agua de la llave? (b) ¿Cuál es la presión manométrica en la tubería principal de 6 cm? (Suponga que la llave es el único lugar donde sale el agua en el edifico)
2. Un fluido circula en régimen de Bernouilli por una tubería que primeramente se estrecha y luego se bifurca en las ramas que se indican enla figura. Si los diámetros correspondientes a éstas son: d1= 20 cm, d2= 15 cm, d3= 10 cmy d4= 5 cm y las velocidades del fluido en lospuntos 1 y 4 son 1 m/s y 3 m/s respectivamente,calcular las velocidades en los puntos 2 y 3.

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Figura 2

1. Calcule el caudal de agua en el venturímetro vertical de la fig. 2 si el diámetro en la parte angosta (B) es de 15 cm y en la parte ancha (A) es de 30 cm. El desnivel entre las columnas de mercurio en el tubo en U es de 40 cm. El agua sube por el venturímetro.

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Figura 3

1. Un bloque de acero (), de forma cúbica de 30 cm de arista, es empujado, para hacerlo subir por un plano de 10° de inclinación. Para reducir el rozamiento, se ha lubricado el plano inclinado, depositando sobre él una fina capa de aceite SAE-40 (de viscosidad 1200cP) de 0,30 mm de espesor. Determinar la magnitud de la fuerza que debemos aplicar para el bloque suba por el plano con una velocidad constante de 15 cm/s.[pic 8]
2. El gasto en una tubería por la que circula agua es 208 L/s. En la tubería hay instalado un medidorde Venturi (ver figura) con mercurio comolíquido manométrico. Siendo 800 y 400 cm2las secciones en la parte ancha y estrecha de latubería, calcular el desnivel que se produce enel mercurio.

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Figura 4

1. Determine la presión de aire requerida por encima del aire del depósito de la Fig. 5 para que el chorro de agua ascienda a 12 m desde la boquilla, siendo h= 1,8 m.

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Figura 5

1. En un depósito de gran sección se practica un orificio a y = 1 m del suelo, como se indica en la figura 6. Colocamos en él un manómetro nos indica una presión de 11,6 cm de Hg; quitamos el manómetro y dejamos salir el líquido, alcanzando una distancia x = 3 m. Calcular:

a) La densidad del líquido.

b) Altura H sobre el suelo a que se encuentra el nivel del líquido.

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Figura 6

1. El agua embolsada tras una cortina de una presa tiene una profundidad de 15,2 m. Un tubo horizontal de 4,30 cm de diámetro pasa a través de la cortina 6,15 m bajo la superficie del agua, como se muestra en la Fig. 7. En la salida del tubo se ha colocado un tapón.

1. Halle la fuerza de fricción entre el tapón y las paredes del tubo.
2. Se retira el tapón ¿Qué volumen de agua sale por el tubo en 3,00h?

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Figura 7

1. Para medir la velocidad del agua que circula por un arroyo, se dispone de un tubo en L, como se muestra en la Fig. 8. ¿Cuál será la velocidad de la corriente si el agua asciende por el tubo vertical hasta una altura de 40 cm por encima de la superficie libre del agua?

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Figura 8

1. ¿Qué diámetro mínimo tendrá un tubo de vidrio para que el ascenso debido a la capilaridad del agua a 20°C no supere 0,9 mm? ¿Qué ocurriría si en lugar de agua fuera mercurio? , , , .[pic 14][pic 15][pic 16][pic 17]
2. Un aeroplano tiene un área de ala (de cada ala) de 12,5 m2. A cierta velocidad de aire, éste fluye sobre la superficie superior del ala a razón de 49,8 m/s y sobre la superficie inferior del ala a 38,2 m/s. Halle la masa de aeroplano. Suponga que el aeroplano viaja a velocidad constante y que los efectos de la fuerza ascensional asociados con el fuselaje y el conjunto de la cola son pequeños.
3. El medidor Venturi de la Fig. 9 lleva agua a 60 °C. La densidad relativa (gravedad específica) del fluido manométrico del medidor de presión es de 1,25. Calcule la velocidad de flujo en la sección A y la rapidez de flujo de volumen de agua.

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Figura 9

1. El líquido de un depósito de grandes dimensiones se vacía por medio de un tubo horizontal de 250 m de largo y 20 mm2 de sección, que esta situado a 15 m por debajo del nivel del líquido. Sabiendo que la densidad del líquido es 1 g/cm3 y su velocidad de salida es 4,67 cm/s, calcúlese su viscosidad. Determinar si el flujo es laminar.

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Figura 10

1. (a) Determinar la velocidad límite de una esfera de acero () de 2 mm de diámetro que cae en un recipiente que contiene glicerina a 20 °C (; ). (b) Calcular el valor del número de Reynolds correspondiente a esa velocidad límite para asegurarte que fue correcto utilizar la ley de Stokes en el apartado anterior. (c) Determinar el valor máximo del diámetro de la esfera de acero que aún permite utilizar la ley de Stokes.[pic 20][pic 21][pic 22]
2. Un depósito de grandes dimensiones desagua mediante un tubo sifón de sección A y terminando en un estrechamiento de sección A/4, como se indica en la Fig. 11. (a) Determinar la presión en A. (b) Calcular el valor máximo de h3 para que el depósito continúe desaguando.

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Figura 11

1. Un tubo horizontal de radio igual a 10 cm esta unido a un segundo tubo horizontal de radio igual a 5 cm entre los dos tubos hay una diferencia de presiones de 18kPa. ¿Qué volumen de agua fluye a través de los tubos por segundo?
2. Dos placas d vidrio, paralelas, anchas y limpias, separadas por una distancia d=1mm se colocan en agua. ¿Qué tan alto sube agua debido a la acción de capilaridad lejos de los extremos de las placas? Fig. 12

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Figura 12

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