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D i v i s i ó n d e I n g e n i e r í a s
C a m p u s I r a p u a t o – S a l a m a n c a
IILI06083 MECÁNICA DE FLUIDOS
j.m. riesco a.
TAREA
5.
ECUACIONES BÁSICAS EN FORMA INTEGRAL PARA UN VOLUMEN DE CONTOL
5.1 Considere
el
flujo
estacionario
e
incompresible que pasa por el dispositivo
mostrado. Determine la magnitud y
dirección del flujo volumétrico a través del
puerto 3.
5.3 La sección de una tubería que conduce agua
contiene una cámara de expansión con una
superficie libre cuya área es de 2 m2. los
tubos de entrada y salida son ambos de igual
área, 1 m2. En un instante determinado, la
velocidad en la sección 1 es de 3 m/s hacia la
cámara. El agua fluye hacia afuera en la
sección 2 a 4 m3/s. ambos flujos son
uniformes. Encuentre la relación de cambio
del nivel de la superficie libre en el instante
determinado. Indique si el nivel asciende o
desciende.
P 4.1
5.2 Un codo reductor bidimensional tiene un
perfil de velocidades lineal en la sección 1.
El flujo es uniforme en las secciones 2 y 3.
El fluido es incompresible y el flujo es
estacionario. Encuentre la magnitud y
dirección de la velocidad uniforme en la
sección 3.
P 4.3
5.4 Un chorro de agua emitido desde una tobera
estacionaria a 15 m/s (A j = 0,05 m2) incide
sobre un álabe montado sobre un carrito en
la forma indicada. El álabe desvía el chorro a
un ángulo θ = 50º. Determine el valor de M
requerido
para
mantener
el
carrito
estacionario.
P 4.4
P 4.2
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5.5 Se muestra un codo reductor de 30º. El
fluido es agua. Evalúe las componentes de
la fuerza que debe ser suministrada por los
tubos adyacentes para evitar que el codo
se mueva.
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j.m. riesco a.
P 4.7
5.8 Una turbina se alimenta con 0,6 m3/s de agua
proveniente de un tubo de 0,3 m de diámetro;
el tubo de descarga tiene un diámetro de
0,4 m. Determine la caída de presión a través
de la turbina si ésta produce 60 kW.
P 4.5
5.6 El carro que se muestra rueda con una
resistencia despreciable. Se va a acelerar
hacia la derecha a una relación constante
de 2 m/s2. Esto se logrará “programado” el
área del chorro de agua, A(t), que alcanza
el chorro. La velocidad del chorro
permanece constante en 10 m/s. Obtenga
una expresión para la A(t) requerida para
producir el movimiento. Dibuje la variación
del área para t ≤ 4 s . Evalúe el área del
chorro en t = 2 s .
P 4.6
5.7 Partiendo del reposo, el carro que se
muestra se impulsa mediante un chorro de
líquido que incide sobre la superficie curva
y
se
desvía
180°,
despidiéndose
horizontalmente.
Puede
omitirse
la
resistencia del aire y la de rodamiento. Si la
masa del carro es 100 kg y el chorro de
agua abandona la tobera (área de
0,001 m2) con una velocidad de 30 m/s,
determine la velocidad del carro 5 s
después de que el chorro se dirige contra el
mismo.
5.9 Se almacena aire comprimido en una botella
de presión con un volumen de 10 pies3 a
3000 psia y 140°F. En cierto instante se abre
una válvula y fluye masa desde la botella a
razón de 0,105 lbm/s. Encuentre la relación
de cambio de la temperatura en la botella en
este instante.
5.10 Todos los grandes puertos están equipados
con botes contra incendios para extinguir los
que se produzcan en los barcos. Una
manguera de 75 mm de diámetro se une a la
descarga de la bomba de 10 kW de uno de
dichos botes. La tobera que se conecta al
extremo de la manguera tiene un diámetro de
25 mm. Si la descarga de la tobera se
mantiene a 3 m por arriba de la superficie del
agua, determine al flujo volumétrico a través
de la tobera, la máxima altura a la cual
ascenderá el agua y la fuerza sobre el bote si
el chorro de agua se dirige horizontalmente
por encima de la popa.