Fluidodinámica – Mecánica de los Fluidos Facultad de Ingeniería UNLP FLUIDODINÁMICA (Ing. Industrial) - MECÁNICA DE LOS FLUIDOS (Ing. Mecánica) - 2014 TRABAJO PRÁCTICO Nro. 5: Flujo en cañerías 1) a) Qué caída de presión se produce al circular agua por un tubo circular horizontal liso D = 1``. a razón de 1.5 l/s, a temperatura ambiente? Expresar el resultado en Pa, at y mm de columna de agua (3300 Pa). b) Si el caudal se duplica, ¿la caída de presión aumenta al doble? NO c) Cuánto aumenta el caudal si se duplica el gradiente de presión? 2) Calcular la diferencia de presión necesaria para bombear agua a temp. ambiente a través de una cañería lisa de D = 6" y L = 1000 m, a razón de 0.05, 0.1 y 0.3 m 3 /s. La tubería es horizontal y contiene 4 curvas a 90 o y 2 a 45 o . Calcular la potencia necesaria para mantener ese caudal. Dimensionar el conducto para 0.3 m 3 /s con la misma caída de presión que el primer caso a 0.05 m 3 /s. 3) Para un flujo de aceite de densidad 919 kg / m 3 y ν = 5*10 -5 m 2 / s circula por un tubo de rugosidad relativa .001 y d = 8”. Se bombea con un ∆P = 2 at en un tramo de 500 m. Calcular el caudal en m 3 /s y lt/s. 0.0765 m 3 /s, 76.5 lt/s, 4) En el sistema de la figura, la diferencia de presión en el medidor de placa orificio (β=0,5, bordes afilados) es de 50 mm Hg. El fluido es agua a 20 o C. Calcular la potencia que suministra la bomba, y la presión a la salida de la misma. 5) En un ambiente se debe colocar un ventilador con una capacidad mínima de extracción de aire de 30 m 3 /min. El circuito del aire consta de 50 m. de conducto rectangular de 0.2 x 0.25 m., con 3 codos a 90 º . Los ventiladores centrífugos disponibles tienen las curvas de funcionamiento suministradas. Seleccionar el modelo más adecuado para el problema e indicar el caudal y el salto de presión en el punto de operación. Si el rendimiento es el 35 %, calcular la potencia consumida. Ventilador SQ13 Pot consumida=370 W 6) Los puntos A y B se encuentran separados 3 millas, a lo largo de una tubería de hierro fundido de 24 pulgadas de diámetro que transporta agua. El punto A está 30 pies más alto que el B. La presión en B es 20 psi mayor que la de A. Determine la dirección y el caudal. De B hacia A.Q ≈ 0.29 m3/s 7) Dos tuberías están conectadas en paralelo. Una tiene el doble de diámetro que la otra y es tres veces más larga. Suponga que f en la tubería de mayor diámetro es 0.010 y f en la de menor diámetro es 0.014. Determine qué fracción del caudal total circula por cada tubería. Q cañería larga = 75% Q cañería corta = 25% 8) Se debe enviar agua desde un reservorio a nivel 0 a un tanque cuyo borde superior se encuentra a 10 m. de altura. Se utilizará una cañería lisa de 2” de diámetro interior, con tres codos a 90 o y una longitud total de 100 m (figura 1). El mínimo caudal debe ser de 420 litros/min. Seleccionar una bomba de las presentadas en la figura, y justificar que se adapta a las condiciones del problema. De la potencia efectivamente transferida al fluido, determinar qué porcentaje se consume en incrementar su energía cinética, cuánto en incrementar su energía potencial, y cuánto en vencer las pérdidas del sistema. Bomba elegida: 1 ½ x 2 x12. Pot = 2.76HP h = 15 m d = 2” L = 100 m d = 2” ∆P = 50 mm Hg
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Fluidodinmica Mecnica de los Fluidos Facultad de Ingeniera UNLP
FLUIDODINMICA (Ing. Industrial) - MECNICA DE LOS FLUIDOS (Ing. Mecnica) - 2014TRABAJO PRCTICO Nro. 5: Flujo en caeras 1) a) Qu cada de presin se produce al circular agua por un tubo circular horizontal liso D = 1``. a
razn de 1.5 l/s, a temperatura ambiente? Expresar el resultado en Pa, at y mm de columna de agua (3300 Pa).
b) Si el caudal se duplica, la cada de presin aumenta al doble? NO c) Cunto aumenta el caudal si se duplica el gradiente de presin? 2) Calcular la diferencia de presin necesaria para bombear agua a temp. ambiente a travs de una caera lisa de D = 6" y L = 1000 m, a razn de 0.05, 0.1 y 0.3 m3/s. La tubera es horizontal y contiene 4 curvas a 90 o y 2 a 45 o. Calcular la potencia necesaria para mantener ese caudal. Dimensionar el conducto para 0.3 m3/s con la misma cada de presin que el primer caso a 0.05 m3/s. 3) Para un flujo de aceite de densidad 919 kg / m3 y = 5*10-5 m2 / s circula por un tubo de rugosidad relativa .001 y d = 8. Se bombea con un P = 2 at en un tramo de 500 m. Calcular el caudal en m3/s y lt/s. 0.0765 m3 /s, 76.5 lt/s, 4) En el sistema de la figura, la diferencia de presin en el medidor de placa orificio (=0,5, bordes afilados) es de 50 mm Hg. El fluido es agua a 20 oC. Calcular la potencia que suministra la bomba, y la presin a la salida de la misma.
5) En un ambiente se debe colocar un ventilador con una capacidad mnima de extraccin de aire de 30 m3/min. El circuito del aire consta de 50 m. de conducto rectangular de 0.2 x 0.25 m., con 3 codos a 90. Los ventiladores centrfugos disponibles tienen las curvas de funcionamiento suministradas. Seleccionar el modelo ms adecuado para el problema e indicar el caudal y el salto de presin en el punto de operacin. Si el rendimiento es el 35 %, calcular la potencia consumida. Ventilador SQ13 Pot consumida=370 W 6) Los puntos A y B se encuentran separados 3 millas, a lo largo de una tubera de hierro fundido de 24 pulgadas de dimetro que transporta agua. El punto A est 30 pies ms alto que el B. La presin en B es 20 psi mayor que la de A. Determine la direccin y el caudal. De B hacia A.Q 0.29 m3/s 7) Dos tuberas estn conectadas en paralelo. Una tiene el doble de dimetro que la otra y es tres veces ms larga. Suponga que f en la tubera de mayor dimetro es 0.010 y f en la de menor dimetro es 0.014. Determine qu fraccin del caudal total circula por cada tubera. Q caera larga = 75% Q caera corta = 25% 8) Se debe enviar agua desde un reservorio a nivel 0 a un tanque cuyo borde superior se encuentra a 10 m. de altura. Se utilizar una caera lisa de 2 de dimetro interior, con tres codos a 90 o y una longitud total de 100 m (figura 1). El mnimo caudal debe ser de 420 litros/min. Seleccionar una bomba de las presentadas en la figura, y justificar que se adapta a las condiciones del problema. De la potencia efectivamente transferida al fluido, determinar qu porcentaje se consume en incrementar su energa cintica, cunto en incrementar su energa potencial, y cunto en vencer las prdidas del sistema. Bomba elegida: 1 x 2 x12. Pot = 2.76HP
h = 15 m d = 2
L = 100 m d = 2
P = 50 mm Hg
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9) Cul debe ser en mm.c.agua la mnima presin en la salida del medidor que garantice los caudales de gas indicados para el calefn y la cocina en forma simultnea? La densidad del gases 0.67 kg/m3 y su viscosidad: 1,087 10-5 Pa.s. Longitudes equivalentes en accesorios: - Vlvula macho: 100 D, T a travs: 20D, T flujo lateral: 60 D., Codo a 45o: 14 D, codo a 90o: 30 D
10) Para un cierto proceso, un flujo de agua de 3 litros por segundo circula por un conducto liso de 2 pulgadas de dimetro y 10 m de longitud. Al final de este conducto, el caudal debe dividirse en N tubitos paralelos de 2 m de longitud, con velocidad media de 0.1 m/s en cada uno, y de dimetro tal que el flujo sea laminar. a) Cuntos tubitos se deben utilizar, si se usa el mayor dimetro posible que cumpla la condicin exigida? b) Cul es la cada de presin total en el sistema, si la bifurcacin mltiple tiene un coeficiente de prdida K = 10 basado en la velocidad de entrada?
11) La figura muestra un mando hidrulico a distancia. La viscosidad del fluido es de 1.5 g/cm.s y su densidad 0.9 g/ cm3. El pistn A est conectado al B a travs de un conducto de seccin circular de 4 m de longitud y 6 mm de dimetro. En el pistn A se aplica una fuerza de 760 N, produciendo un descenso del mismo a velocidad constante de 15 mm/s. Calcular a) la fuerza que ejerce el pistn B y b) la velocidad de ascenso del mismo. c) Cambiaran los valores calculados en a) y b) si se desprecia el flujo en el conducto? Justificar.
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FLUIDODINMICA (Ing. Industrial) - MECNICA DE LOS FLUIDOS (Ing. Mecnica) - 2012TRABAJO PRCTICO Nro. 6: Flujo en caeras8) Se debe enviar agua desde un reservorio a nivel 0 a un tanque cuyo borde superior se encuentra a 10 m. de altura. Se utilizar una caera lisa de 2 de dimetro interior, con tres codos a 90 o y una longitud total de 100 m (figura 1). El mnimo ca...9) Cul debe ser en mm.c.agua la mnima presin en la salida del medidor que garantice los caudales de gas indicados para el calefn y la cocina en forma simultnea? La densidad del gases 0.67 kg/m3 y su viscosidad: 1,087 10-5 Pa.s. Longitudes equival...