resoluciÓn practico i (prop. de los fluidos)

HIDRAULICA I – GRUPO

PRACTICO Nº 1

PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS (Sotelo Ávila)

1. Explique la diferencia entre un fluido real y uno ideal.

Resp.

FLUIDO REAL.- Cuando la viscosidad produce perdida de carga en fluidos en movimiento de magnitud considerable. Se toma en cuenta en los cálculos.

FLUIDO IDEAL.- Cuando la viscosidad es tan baja que sus efectos son despreciables.

h=80

00m

0P

1P

30 1025m

kg

21 1050m

kgP

223000cm

kgE

2. En el océano la presión a 800m de profundidad es de 1050 kg/cm2. Suponiendo un peso específico en la superficie de 1025 kg/m3 y que módulo de elasticidad promedio es de 23000 kg/cm2 para este intervalo de presiones, calcular:

a) El cambio de densidad entre la superficie y la profundidad de 800mb) El volumen y peso especifico a esa profundidad.

Datos.

Solución.

a)

b)

3. Indicar en la Fig. 1.5 el punto en que es máximo el esfuerzo explicado su afirmación.

amF *

2*s

mutmkpkgf Nkp 81.91 kgmasautm 8.91

y

v

dy

perfil de velocidades

dydy

dvv

Fig. 1.5 viscosidad de un fluido.

El esfuerzo cortante es máximo en el punto 0 ; debido a que existe una frontera fija que provoca que la capa de fluido más próxima no se mueve; de esto se deduce que el esfuerzo cortante es este punto tiene un valor suficiente como para detener el fluido y separarlo de la capa de fluido adyacente

Interviene la rugosidad de la frontera fija.

El otro extremo se mueve con mayor facilidad (>v); por el esfuerzo cortante es mínimo (casio).

4. Una flecha de 15 cm de diámetro gira a 1800 rpm en un rodamiento estacionario de 0.30m de longitud y 15.05cm de diámetro interior; El espacio uniforme entre la flecha y el rodamiento está ocupado por aceite de viscosidad 1.775x10-3 kg.seg/m2. Determinar la potencia requerida para vencer la resistencia viscosa en el rodamiento.

L= 0.30 m

r

R

Aceite = 1.755ال x10-3

R=7.525cm r =7.

5 cm

Nota: potencia = fuerza x velocidad.

5. Un aceite comestible, cuya viscosidad es de 0.0303 kg seg/m2, fluye dentro de un tubería cilíndrica de 0.15m de diámetro. La velocidad es todos los puntos de radio está dada por la ecuación v = 6.41(R2 - r2 )/μ (m/seg); donde R. es el radio de la tubería en m.

Calcular la intensidad del cortante viscoso en los puntos cuyo radio es r =R/2.

D=0.15m

R=0.075

r

v

v(r)

6. Fluye aire a 4º C y 1.055 kg/cm2 de presión absoluta a lo largo de un superficie de terreno plano, con un perfil de velocidades semejante al de la fig. 1.5 y que en la inmediata vecindad del terreno sigue la ecuación

V = 40y – 856y2

Donde (y) es el desnivel entre la superficie del terreno y el punto en (m), y V la velocidad en (m/s). Determinar el esfuerzo cortante sobre el terreno

r v dv/dr τ0 1.19 0 00.0375 0.89 15.87 0.48 kgf/m2

y

v

dy

perfil de velocidades

dydy

dvv

y=0.

025

d=0.20m

Aceite

Movil

Fijo

vMovil

Fijo

Aceite

Fig. 1.5 viscosidad de un fluido.

En el terreno y = 0

7. FALTABA ENUNCIADO

22

25

2

2 *014.0

81.9

1*

1

)100(*

1

10*

*4.1

1

*

4.1m

segkgf

N

kgf

m

cm

dyn

N

cm

segdyn

poisecm

sdyn

poise

v

Y

Suponiendo una distribución de velocidades lineales (espesor es pequeño).

8. FALTABA ENUNCIADO

xcos

cos*x

kg25

gencialx tan

y Distribución lineal

de velocidades

9. FALTABA EL ENUNCIADO

a)

Para fluido Newtoniano

= Tensión dde fluencia = Esfuerzo de fluencia

b)

si dv = 3 y dy= 3

c)

10. Para probar la resistencia de una tubería larga, a una presión de 40 kg/cm 2, se tapan sus extremos y después se bombea agua al interior hasta alcanzar la presión propuesta.

Suponiendo que el tubo no se dilata longitudinalmente, calcular el peso del agua introducida por la bomba. La longitud de la tubería es de 2154m; el diámetro interior de 0.55m, el espesor de la pared de 14mm, el modulo de elasticidad del agua 21000 kg/cm2 y el acero de la tubería de 2100 000 kg/cm2.

Datos.

smv 3

Plastico idealDe Bigham

Según la ley del fluido Newtoniano

11. Una llanta de automóvil con 0.041 m3 de volumen, se infla a 1.76 kg/cm2 a nivel del mar (T=10º C). a) Calcular las presión en la llanta cuando se conduce a 3700m sobre el nivel del mar y a la misma temperatura; b) Calcular la presión cuando se conduce en el desierto a 52ºC; c) Calcular la masa de aire en la llanta.

Datos.

Aumentó el peso especificó Aumentó el peso volumen

Si.:

a)

b)

c)

12. Una piscina se tiene un volumen de 10m3 de agua cuyo peso es de 98.06kN.

a) Determinar el peso específico, la densidad absoluta, densidad relativa y el volumen especificó.

b) Considerando que el agua está a 25ºC, determinar las siguientes propiedades, viscosidad dinámica, viscosidad cinemática, modulo de elasticidad volumétrica y presión de vapor.

Datos.

a)

b)

13. Calcular Cp, Cv. Evi, y Evs para el aire, considerando que Ro=29.27kg.m/kg.ºK y K=1.4.

Datos.

- Calculo específico de volumen constante. (Cv).

- Calculo específico de presión constante. (Cp).

14. Calcular la densidad del aire:a) a la presión atmosférica a nivel del mar y a 15ºCb) a 1.4 kg/cm2 de presion absoluta y 37ºC.

a) Patm m.a.n.m. 1.033kg/cm2

b)

15. A partir de la densidad del agua a presión atmosférica al nivel del mar y 20ºC, calcular su densidad y gravedad especifica a 1000 kg/cm2 y 94ºC, suponiendo que la velocidad del sonido permanece constante. (Realizar los cálculos hasta la tercera cifra significativa).

Datos.

16. Determinar la variación de volumen de 0.28315m3 de agua a 26.7ºC; cuando se somete a una presión de 35kP/cm2. El módulo Volumétrico de elasticidad a está temperatura es igual, aproximadamente a 22.75 kP/cm2.

Datos.

17. Que presión se ha de aplicar, aproximadamente, al agua para reducir su volumen en un 1.25%; si so módulo volumétrico de elasticidad es de 2.19GP.

Datos.