UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUIUNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI
FACULTAD DE INGENIERIA Y FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURAARQUITECTURA
ESCUELA PROFESIONAL ESCUELA PROFESIONAL INGENIERIAINGENIERIA
AMBIENTALAMBIENTAL
ESTUDIANTE: LEVIDY YHOMARA ALANOCCA TURPOESTUDIANTE: LEVIDY YHOMARA ALANOCCA TURPO
CURSO: MECANICA DE FLUIDOSCURSO: MECANICA DE FLUIDOS
DOCENTE: Mg. JACK MARTIN COSTILLA SOSADOCENTE: Mg. JACK MARTIN COSTILLA SOSA
CICLO: VCICLO: V
MOQUEGUA-PERÚMOQUEGUA-PERÚ
20202020
TRABAJO NTRABAJO N
22
Nota: Las tablas provienen del Nota: Las tablas provienen del libro de Cengel libro de Cengel Y Cimbala(MECANICA DE FLUIDOSY Cimbala(MECANICA DE FLUIDOS
FUNDAMENTOS Y APLICACIONES) 1ra ediciónFUNDAMENTOS Y APLICACIONES) 1ra edición
CAPÍTULO 5CAPÍTULO 5
5-515-51Se va a medir la velocidad del aire en el ducto de un sistema de calefacción mediante unaSe va a medir la velocidad del aire en el ducto de un sistema de calefacción mediante una
sonda de Pitot y presión estática (tubo de Prandtl) introducida en ese ducto, paralela al flujo. Sisonda de Pitot y presión estática (tubo de Prandtl) introducida en ese ducto, paralela al flujo. Si
la altura diferencial entre las columnas de agua conectadas a las dos salidas de la sonda es dela altura diferencial entre las columnas de agua conectadas a las dos salidas de la sonda es de
2.4 cm, determine a) la velocidad del flujo y b) la elevación de la presión en la 2.4 cm, determine a) la velocidad del flujo y b) la elevación de la presión en la punta de la sonda.punta de la sonda.
La temperatura y la presión del aire en ducto son de 45°C y 98 kPa, respectivamente.La temperatura y la presión del aire en ducto son de 45°C y 98 kPa, respectivamente.
5-555-55Se tiene aire a 110 kPa y 50°C que fluye hacia arriba por un ducto inclinado de 6 cm deSe tiene aire a 110 kPa y 50°C que fluye hacia arriba por un ducto inclinado de 6 cm de
diámetro, a razón de 45 L/s. Entonces, mediante un reductor, el diámetro del ducto se reducediámetro, a razón de 45 L/s. Entonces, mediante un reductor, el diámetro del ducto se reduce
hasta 4 cm. Se mide el cambio de presión de uno a otro extremo del reductor mediante unhasta 4 cm. Se mide el cambio de presión de uno a otro extremo del reductor mediante un
manómetro de agua. La diferencia de elevación entre los dos puntos del tubo en donde se fijanmanómetro de agua. La diferencia de elevación entre los dos puntos del tubo en donde se fijan
las dos ramas del manómetro es las dos ramas del manómetro es de 0.20 m. Determine la de 0.20 m. Determine la altura diferencial entre los niveles delaltura diferencial entre los niveles del
fluido de las dos ramas del manómetrofluido de las dos ramas del manómetro
5-695-69Se quiere bombear agua del subsuelo mediante una bomba sumergida de 3 kW y con 70Se quiere bombear agua del subsuelo mediante una bomba sumergida de 3 kW y con 70
por ciento de eficiencia hasta un estanque cuya superficie libre está 30 m arriba de dicha agua.por ciento de eficiencia hasta un estanque cuya superficie libre está 30 m arriba de dicha agua.
El diámetro del tubo es de 7 cm en el lado de la admisión y de 5 cm en el de la descarga.El diámetro del tubo es de 7 cm en el lado de la admisión y de 5 cm en el de la descarga.
Determine a) el gasto máximo de agua y b) la diferencia de presión de uno a otro lado de laDetermine a) el gasto máximo de agua y b) la diferencia de presión de uno a otro lado de la
bomba. Suponga que la diferencia de elevación entre la entrada y la salida bomba. Suponga que la diferencia de elevación entre la entrada y la salida de la bomba así comode la bomba así como
el efecto de los factores de corrección de la energía cinética son despreciablesel efecto de los factores de corrección de la energía cinética son despreciables
5-735-73 Se debe seleccionar un ventilador para renovar el aire de un cuarto de baño cuyas Se debe seleccionar un ventilador para renovar el aire de un cuarto de baño cuyas
dimensiones son 2 m x 3 m x dimensiones son 2 m x 3 m x 3 m. La velocidad del aire no debe sobrepasar 8 m/s 3 m. La velocidad del aire no debe sobrepasar 8 m/s para minimizarpara minimizar
la vibración y el ruido. la vibración y el ruido. La eficiencia combinada de la unidad ventilador-motor que se La eficiencia combinada de la unidad ventilador-motor que se usará puedeusará puede
tomarse como 50 por ciento. Si el ventilador debe reemplazar todo el volumen de aire en 10tomarse como 50 por ciento. Si el ventilador debe reemplazar todo el volumen de aire en 10
min, determine a) la potencia de la unidad motormin, determine a) la potencia de la unidad motor-ventilador que debe comprarse, b) el diámetro-ventilador que debe comprarse, b) el diámetro
del ventilador y c) la diferencia de presión de uno a otro lado de este último. Tome la densidaddel ventilador y c) la diferencia de presión de uno a otro lado de este último. Tome la densidad
del aire como 1.25 kg/m3 y descarte el efecto de los factores de corrección de la energía cinética.del aire como 1.25 kg/m3 y descarte el efecto de los factores de corrección de la energía cinética.
5-775-77Fluye agua en un tubo horizontal, cuyo diámetro se reduce de 15 cm hasta 8 cm medianteFluye agua en un tubo horizontal, cuyo diámetro se reduce de 15 cm hasta 8 cm mediante
un reductor, a razón de 0un reductor, a razón de 0.035 m3/s. Si se mide que la presión .035 m3/s. Si se mide que la presión en la línea central es de 470 en la línea central es de 470 kPa ykPa y
440 kPa, antes y después del reductor, respectivamente, determine la pérdida irreversible de440 kPa, antes y después del reductor, respectivamente, determine la pérdida irreversible de
carga en éste. Tome los factores de corrección de la energía cinética como 1.05.carga en éste. Tome los factores de corrección de la energía cinética como 1.05.
CAPÍTULO 6CAPÍTULO 6
6-226-22Se usa un codo de 90° para dirigir hacia arriba un flujo de agua que viene por un tuboSe usa un codo de 90° para dirigir hacia arriba un flujo de agua que viene por un tubo
horizontal a razón de 25 horizontal a razón de 25 kg/s. El diámetro del codo en toda kg/s. El diámetro del codo en toda su longitud es de 10 cm. su longitud es de 10 cm. Dicho codoDicho codo
descarga el agua hacia la descarga el agua hacia la atmósfera y, por lo tanto, la presión a atmósfera y, por lo tanto, la presión a la salida es la presión atmosféricala salida es la presión atmosférica
local. La diferencia de elevación entre los centros de la salida y de la entrada del codo es de 35local. La diferencia de elevación entre los centros de la salida y de la entrada del codo es de 35
cm. Se considera que el peso cm. Se considera que el peso de este codo y del agua que está en de este codo y del agua que está en él es despreciable. Determineél es despreciable. Determine
a) la presión manométrica en el a) la presión manométrica en el centro de la entrada del codo y centro de la entrada del codo y b) la fuerza de anclaje necesariab) la fuerza de anclaje necesaria
para sostener a dicho codo en su lugar. Tome el factor de corrección del flujo de la cantidad depara sostener a dicho codo en su lugar. Tome el factor de corrección del flujo de la cantidad de
movimiento como 1.03movimiento como 1.03
6-256-25Se usa un codo reduSe usa un codo reductor para desviar hacia arriba en un ctor para desviar hacia arriba en un ángulo u ángulo u 45°, respecto de su45°, respecto de su
dirección original, un flujo de agua que viene por un tubo horizontal a razón de 30 kg/s, quedirección original, un flujo de agua que viene por un tubo horizontal a razón de 30 kg/s, que
acelera al mismo tiempo. El codo descarga el agua hacia la atmósfera. El área de la secciónacelera al mismo tiempo. El codo descarga el agua hacia la atmósfera. El área de la sección
transversal del codo es de 150 cmtransversal del codo es de 150 cm
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a la entrada y de 25 cma la entrada y de 25 cm
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a la salida. La la salida. La diferencia de elevacióna diferencia de elevación
entre los centros de la salida y de la entrada es de 40 cm. La masa del codo y del agua en él esentre los centros de la salida y de la entrada es de 40 cm. La masa del codo y del agua en él es
de 50 kg. Determine la fuerza de anclaje necesaria para sostener el codo en su lugar. Tome elde 50 kg. Determine la fuerza de anclaje necesaria para sostener el codo en su lugar. Tome el
factor de corrección del flujo de la cantidad de movimiento como 1.03.factor de corrección del flujo de la cantidad de movimiento como 1.03.
6-316-31 Un chorro de agua horizontal de 5 cm de diámetro con velocidad de 18 m/s choca Un chorro de agua horizontal de 5 cm de diámetro con velocidad de 18 m/s choca
normalmente contra una placa vertical cuya mnormalmente contra una placa vertical cuya masa es de 1 000 kgasa es de 1 000 kg. Esta placa se sostiene en una. Esta placa se sostiene en una
vía casi sin fricción y está inicialmente en reposo. Cuando el chorro choca contra la placa, éstavía casi sin fricción y está inicialmente en reposo. Cuando el chorro choca contra la placa, ésta
empieza a moverse en la dirección del chorro. El agua siempre se dispersa en el plano de la empieza a moverse en la dirección del chorro. El agua siempre se dispersa en el plano de la placaplaca
que se retrocede. Determine a) la aceleración de la placa cuando el chorro choca por primeraque se retrocede. Determine a) la aceleración de la placa cuando el chorro choca por primera
vez contra ella (tiempo vez contra ella (tiempo 0), b) el tiempo que pasará para que la p0), b) el tiempo que pasará para que la placa alcance una velocidad delaca alcance una velocidad de
9 m/s y c) la velocidad de esa placa 20 s después que el chorro choca por primera vez contra9 m/s y c) la velocidad de esa placa 20 s después que el chorro choca por primera vez contra
ella. Suponga que la velocidad del chorro en relación con la placa se mantiene constanteella. Suponga que la velocidad del chorro en relación con la placa se mantiene constante
6-39I6-39IUn ventilador con aspas de 24 in de diámetro mueve 2 000 cfm (pies cúbicos por minuto,Un ventilador con aspas de 24 in de diámetro mueve 2 000 cfm (pies cúbicos por minuto,
cubic feet per minute) de aire a 70°F, a nivel del mar. Determine a) la fuerza necesaria paracubic feet per minute) de aire a 70°F, a nivel del mar. Determine a) la fuerza necesaria para
sostener el ventilador y b) la entrada de potencia mínima necesaria para este último. Elija elsostener el ventilador y b) la entrada de potencia mínima necesaria para este último. Elija el
volumen de control suficientemente grande para contener el ventilador y que la presiónvolumen de control suficientemente grande para contener el ventilador y que la presión
manométrica y la velocidad del aire en el lado de la entrada sean cero. Suponga que el aire semanométrica y la velocidad del aire en el lado de la entrada sean cero. Suponga que el aire se
aproxima al ventilador a través de un aproxima al ventilador a través de un área grande, con velocidad despreciable, y que el aire área grande, con velocidad despreciable, y que el aire salesale
de ese ventilador con una velocidad uniforme, a la presión atmosférica, a través de un cilindrode ese ventilador con una velocidad uniforme, a la presión atmosférica, a través de un cilindro
imaginario cuyo diámetro es el diámetro de las aspas del propio ventiladorimaginario cuyo diámetro es el diámetro de las aspas del propio ventilador
6-586-58Fluye agua hacia la sección en “u” de un tubo, como se muestra en la figura P6Fluye agua hacia la sección en “u” de un tubo, como se muestra en la figura P6 -58. En la-58. En la
brida (1), la presión absoluta total es de 200 kPa y al tubo fluyen 30 kg/s. En la brida (2), la presiónbrida (1), la presión absoluta total es de 200 kPa y al tubo fluyen 30 kg/s. En la brida (2), la presión
total es de 150 kPa. En el lugar (3) se descargan 8 kg/s de agua hacia la atmósfera, la cual está atotal es de 150 kPa. En el lugar (3) se descargan 8 kg/s de agua hacia la atmósfera, la cual está a
100 kPa. Determine las fuerzas x y z totales en las dos bridas que conectan el tubo. Explique el100 kPa. Determine las fuerzas x y z totales en las dos bridas que conectan el tubo. Explique el
significado de la fuerza de gravedad para este problema. Tome el factor de corrección del flujosignificado de la fuerza de gravedad para este problema. Tome el factor de corrección del flujo
de la cantidad de movimiento como 1.03.de la cantidad de movimiento como 1.03.
CAPÍTULO 7CAPÍTULO 7
7-367-36 Un equipo de estudiantes diseña un submarino accionado por humanos para una Un equipo de estudiantes diseña un submarino accionado por humanos para una
competencia de diseño. La longitud global del submarino competencia de diseño. La longitud global del submarino prototipo es 2.24 m y sus estudiantesprototipo es 2.24 m y sus estudiantes
diseñadores esperan que pueda viajar totalmente sumergido a través del agua a 0.560 m/s. Eldiseñadores esperan que pueda viajar totalmente sumergido a través del agua a 0.560 m/s. El
agua es dulce (un lago) a T agua es dulce (un lago) a T 15°C. El equipo de diseño construye un modelo a un octavo de es15°C. El equipo de diseño construye un modelo a un octavo de escalacala
para probarlo en el túnel para probarlo en el túnel de viento de su universidad (Fig. P7de viento de su universidad (Fig. P7-36). Un escudo rodea el puntal de-36). Un escudo rodea el puntal de
la balanza de arrastre de modo que la fuerza de arrastre del puntal mismo no influya la fuerzala balanza de arrastre de modo que la fuerza de arrastre del puntal mismo no influya la fuerza
de arrastre de modelo medida. El aire en el túnel de viento está a 25°C y a una presiónde arrastre de modelo medida. El aire en el túnel de viento está a 25°C y a una presión
atmosférica estándar. ¿A qué velocidad de aire necesitan correr el túnel de viento con laatmosférica estándar. ¿A qué velocidad de aire necesitan correr el túnel de viento con la
finalidad de lograr similitud?finalidad de lograr similitud?
USO DE TABLAS: TABLA A-3 y TABLA A- 9
USO DE TABLAS: TABLA A-3 y TABLA A- 9
7-407-40Ésta es una continuación Ésta es una continuación del problema 7-36. Los estudiantes miden la fuerza de del problema 7-36. Los estudiantes miden la fuerza de arrastre enarrastre en
su modelo de submarino en el túnel de viento (Fig. P7-36). Tienen cuidado de correr el túnel desu modelo de submarino en el túnel de viento (Fig. P7-36). Tienen cuidado de correr el túnel de
viento en condiciones que garantizan viento en condiciones que garantizan similitud con el submarino prototipo. similitud con el submarino prototipo. Su fuerza de arrastreSu fuerza de arrastre
medida es de 2.3 N. Estime la fuerza de arrastre sobre el submarino prototipo en medida es de 2.3 N. Estime la fuerza de arrastre sobre el submarino prototipo en las condicioneslas condiciones
dadas en el problema 7-36.dadas en el problema 7-36.
7-487-48Considere un líquido en un contenedor cilíndrico en el que tanto el contenedor como elConsidere un líquido en un contenedor cilíndrico en el que tanto el contenedor como el
líquido rotan como un cuerpo rígido (rotación de cuerpo sólido). La diferencia de elevación hlíquido rotan como un cuerpo rígido (rotación de cuerpo sólido). La diferencia de elevación h
entre el centro de la superficie del líquido y el borde de la superficie del líquido es función de laentre el centro de la superficie del líquido y el borde de la superficie del líquido es función de la
velocidad angular v, la densidad del fluido r, la aceleración gravitacional g y el radio R (Fig. P7-velocidad angular v, la densidad del fluido r, la aceleración gravitacional g y el radio R (Fig. P7-
48). Use el método de repetición de variables para encontrar una relación adimensional entre48). Use el método de repetición de variables para encontrar una relación adimensional entre
los parámetros. Muestre todo el los parámetros. Muestre todo el procedimiento.procedimiento.
USO DE TABLAS: TABLA A-3 Y TABLA A- 9
USO DE TABLAS: TABLA A-3 Y TABLA A- 9
7-527-52Se usa un agitador para mezclar químicos en un gran tanque (Fig. P7-52). La potencia deSe usa un agitador para mezclar químicos en un gran tanque (Fig. P7-52). La potencia de
flecha W · que se suministra a las aspas del agitador es función del diámetro del agitador D, laflecha W · que se suministra a las aspas del agitador es función del diámetro del agitador D, la
densidad del líquido r, la viscodensidad del líquido r, la viscosidad del líquido m y la vsidad del líquido m y la velocidad angular v de las aspas que elocidad angular v de las aspas que giran.giran.
Use el método de repetición de variables para generar una relación adimensional entre dichosUse el método de repetición de variables para generar una relación adimensional entre dichos
parámetros. Cerciórese de identificar sus grupos, modifíquelos como sea necesario, y muestreparámetros. Cerciórese de identificar sus grupos, modifíquelos como sea necesario, y muestre
todo el procedimiento.todo el procedimiento.
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PRÁCTICA DIRIGIDA N°01 FASE III OK.pdf
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