Mecánica de Fluidos Guía de problemas 2do Examen Parcial

Apellido Paterno Apellido Materno Nombres Grupo

NOTA. La fecha y hora de entrega es el día del examen (antes de iniciar el examen).

Puntaje de la Guía de problemas: 5 Puntos de la calificación de la segunda evaluación parcial.

1. Para el sistema mostrado en la figura, calcule: a) la rapidez del flujo de volumen de agua desde la

boquilla y b) la presión en el punto A.

Sol. : a) pA=58.1 kPa; b) Q= 0.0213 m3/s

2. Para el tanque mostrado en la figura, calcule la rapidez del flujo de volumen del agua desde la boquilla.

El tanque está sellado con una presión de 20 psi (manométrica) por encima del agua. La profundidad h es

de 8 ft.

Sol.: 2.90 ft3/s

3. Para el sifón mostrado en la figura, calcule a) la rapidez de flujo de volumen de agua a través de la

boquilla y, b) la presión en los puntos A y B. Las distancias son: X=4.6m y Y=0.90m.

Sol.: Q=4.66x10-3 m3/s; pA = - 3.61 kPa; pB = -12.44 kPa

4. ¿Qué profundidad de fluido por encima de la boquilla de salida se requiere para suministrar 200 gal/min

de agua desde el tanque que se muestra en la figura? La boquilla tiene un diámetro de 3 in.

Sol. h = 1.28 ft.

5. Entra agua de manera estacionaria a un tanque de diámetro DT, con un flujo de masa entrante �� . Un

orificio de diámetro Do que está en el fondo deja que el agua escape. El orificio tiene bordes redondeados,

de modo que las pérdidas por fricción son despreciables. Si el tanque está vacío al inicio, determinar la

altura máxima a la que llegará el agua en el tanque.

Sol. ℎ��� = � � ���������

6. El tanque abierto de la figura contiene agua a 20 °C (ρ=1000 kg/m3) y se está llenando a través de la

sección 1. Asumir flujo incompresible. a) Obtener una expresión analítica para el cambio del nivel del agua

dh/dt en términos de la rapidez de flujo de volumen: Q1, Q2, Q3 y diámetro del tanque d. b) Si el nivel de

agua h es constante, determinar la velocidad de salida v2 para los siguientes datos: v1 = 3 m/s y Q3 = 0.01

m3/s.

Sol. a)���� = ������������/�� ; b) v2 = 4.13 m/s

7. Un tubo Venturi, como se muestra en la figura, desarrolla una baja presión en la garganta que puede

aspirar fluido hacia arriba desde un depósito. Usando la ecuación de Bernoulli sin pérdidas, derivar una

expresión para la velocidad V1 que es suficiente para aspirar fluido del depósito a la garganta.

Sol. �� = ����!�!��"

8. Para la boquilla mostrada en la figura, si la velocidad V1 = 1.7 ft/s y se desprecian las pérdidas, determinar

la lectura h (en ft) del manómetro

Sol. h = 1.08 ft

9. En la tubería que se muestra en la figura, fluye aceite de gravedad específica SG= 0.83. Si se ignoran los

efectos viscosos, determinar la rapidez de flujo volumétrico (caudal Q).

Sol. Q= 0.183 ft3/s

10. Un tubo de plástico de 50 mm de diámetro se usa como sifón para extraer agua del depósito grande

que se muestra en la figura. Si la presión fuera del tubo es más de 30 kPa superior a la presión dentro del

tubo, éste se rompe y se detiene la extracción del agua. Si se ignoran los efectos viscosos, determinar el

valor mínimo de h sin que se detenga la extracción del agua

Sol. h = 2.94 m