MECANICA DE FLUIDOS 1

1.57C. Calcule el cambio de presión necesario para ocasionar una disminución de 1.00%, en un volumen de alcohol etílico. Exprese el resultado en psi y en Mpa.

Resolución:

Módulo volumétrico del alcohol etílico=13000 lb/〖pulg〗^2 o 986Mpa

E=(-∆P)/((∆V/V) ) → ∆P=-E(∆V/V)=(130000psi)(-0.01)=1300psi (Rpta)

∆P=-E(∆V/V)=(-896Mpa)(-0.01)=8.96Mpa (Rpta)

3.39M. Un tanque abierto contiene etilenglicol a 25o C. Calcule la presión a una profundidad de 3.0m.

Resolución:

Gravedad específica del etilenglicol a 〖25〗^o C=1.1

γ_Etilenglicol=ge*9.81=1.1*9.81=10.79 kN/m^3

p=γ*h=(10.79 kN/m^3 )(3m)=32.37 kN/m^2

p=32.37kPa (Rpta)

3.53M. La profundidad mayor que se conoce en los océanos es de 11km, aproximadamente. Suponga que el peso específico del agua es constante a 10.0kN/m3, y calcule la presión a esa profundidad.

Resolución:

p=γ*h=(10.0 kN/m^3 )(11x〖10〗^3 m)=110x〖10〗^3 kN/m^2

p=110MPa (Rpta)

5.27M. Un recipiente para llevar a cabo un experimento especial tiene un cilindro hueco en su parte superior y un hemisferio solido en la inferior, como se aprecia en la figura. ¿Cuál debe ser el peso total del recipiente si ha de colocarse derecho, sumergido a una profundidad de 0.75m, en un fluido que tiene gravedad especifica de 1.16?

Resolución:

∑▒〖Fv=0〗→w=F_b

F_b=γ_f*V_d=(1.16*9.81 kN/m^3 )((π*〖1.5〗^3)/12)

F_b=10.05KN (Rpta)

6.46E. Repita el problema 6.45, pero especifique los tamaños apropiados de la línea de succión, a fin de que la velocidad se mantenga entre 2.0 pies/s y 7.0 pies/s para un flujo de 30 gal/min.

Resolución:

Q=30 gal/min*((1 〖ft〗^3/s)/(449 gal/min))=0.0668 〖ft〗^3/s

Hallando Tamaños:

A_1=Q/V_1 =(0.0668 〖ft〗^3/s)/(2 ft/s)=3.34x〖10〗^(-2) 〖ft〗^2 (tamaño mayor) (Rpta)

A_2=Q/V_1 =(0.0668 〖ft〗^3/s)/(7 ft/s)=9.54x〖10〗^(-3) 〖ft〗^2 (tamaño menor) (Rpta)

Líneas de succión:

Tubo de acero de 2in (por tabla),su A=1.907x〖10〗^(-2) 〖ft〗^2

Su V_1 (actual)=Q/A_1 =(0.0668 〖ft〗^3/s)/(1.907x〖10〗^(-2) 〖ft〗^2 )=3.5 ft/s (Rpta)

Tubo de acero de 1 1/2in (por tabla),su A=9.706x〖10〗^(-3) 〖ft〗^2

Su V_1 (actual)=Q/A_1 =(0.0668 〖ft〗^3/s)/(9.706x〖10〗^(-3) 〖ft〗^2 )=6.88 ft/s (Rpta)

6.67E. Para el tanque de la figura, calcule el flujo volumétrico de agua que sale por la tobera. El tanque está sellado y hay una presión de 20psi sobre el agua. La profundidad h es de 8pies.

Resolución:

Por ecuacion de Bernoulli:

p_1/γ_w +Z_1+V_1/(2*g)=p_2/γ_w +Z_2+V_2/(2*g) ...(1)

De la figura observamos:

...