119085483 Solucionario de Mecanica de Fluidos

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  • KKmmKp

    N 00

    2

    )20273(*/3.30/89.10325+

    =

    mmKp

    N 9.8877/89.10325 2

    =

    CAPITULO I1.19) Si la densidad de un liquido es de 835 Kg / m3 determinar su peso especifico y su densidad relativa

    g* = 23 81.9*835 sm

    mKg

    = 335.8191 mN

    = 3/20.8 mKN=

    OH

    Dr2

    =

    3

    3

    1000

    835

    mKgmKg

    Dr = 835.0=Dr

    1.20) comprobar los valores de la densidad del peso especfico del aire a 30 C dados en la tabla 1B

    TRPABS

    AIRE *=

    gAIRE

    AIRE =

    KKmmKp

    AIRE 00

    2

    )30273(*/3.29/56.10320+

    = 23

    /81.9/163.1smmKp

    AIRE =

    3/118.0 mUTMAIRE =

    1.21) Comprobar los valores de los pesos especficos del anhdrido carbnico y del nitrgeno dados en la tabla 1

    TRPABS

    CO *2= TR

    P ABSN *

    =

    KKmmKp

    CO 00

    2

    2 )20273(*/2.19/10328

    +=

    mmKp

    CO 6.5625/10328 2

    2 =

    3/163.1 mKpAIRE =

    mmKp

    AIRE 9.8877/56.10320 3

    =

  • KmR 0/3.29=KCT 00 32249 ==

    32 /8359.1 mKpCO = 3/1631.1 mKpN =

    1.22) A que presin tendr el aire un peso especifico de 18.7 KN / m3 si la temperatura es de 49 C?

    3/70.18 mKN=

    RTP **=

    KmKmKNP 003 /3.29*322*/7.17=

    2/02.176427 mKNP=

    2/64.17 cmKNP=

    1.23) Dos metros cbicos de aire, inicialmente a presin atmosfrica se comprimen hasta ocupar 0.500 m3. Para una compresin isotrmica, Cul ser la presin final?

    2*21*1 PVPV =

    323 500.0*2/10330*2 mPmKpm =

    3500.0*206602

    mmKpP =

    2/413202 mKpP =

    2/13.42 cmKpP =

    1.25) Determinar la viscosidad absoluta del mercurio en N * s / m2 si en poises es igual a 0.0158

    PoisesmsegNPoisesVis

    10/*1*0158.0

    2

    =

    23 /*10*58.1 msegNVis =

    1.26) si la viscosidad absoluta de un aceite es de 510 poises, Cul es las viscosidades en el sistema Kp-m-s?

  • PoisesmsegNPoisesVis ABS 1.98

    /*1*5102

    =

    2/*199.5 msegKpVisABS =

    1.27) Que valor tiene las viscosidades absolutas y cinticas de un sistema tcnico de unidades Kp-m-s de un aceite que tiene una viscosidad de saybolt de 155s y una densidad relativa de 0.932

    Viscosidad Absoluta

    SegT 100> SegSeg 100155 >

    PoisesDrt

    t )*)35.100220.0(( =

    Poises)932.0*)155

    35.1155*00220.0(( =

    Poises)932.0*)10*709.8341.0(( 3=

    PoisesmsegKpPoises

    81.9/*1*3097.0

    2

    =

    23 /*10*157.3 msegKp=

    Viscosidad Cintica

    SegT 100> SegSeg 100155 >

    stokesDrt

    t )*)35.100220.0(( =

    stokes)932.0*)155

    35.1155*00220.0(( =

    stokessegmstokes 4

    2

    10/1*3323.0=

    segm /10*32.3 25=

    1.28) Dos superficies planas de grandes dimensiones estn separadas 25mm y el espacio entre ellas esta lleno con un liquido cuya viscosidad absoluta es 0.10Kps / m2. Suponiendo que el gradiente de velocidad es lineal. Que fuerza se requiere para

  • 3/23.998 mKp=

    mmmh 44 10*910*9.0 ==

    240 dmA=scmV /32=

    arrastrar una placa de muy poco espesor y 40dm2 de rea a la velocidad constante de 32 cm. / s si la placa dista 8 mm de una de las superficies

    Datos2/10.0 mKp=

    YVAF **=

    msmmmKpF

    025.0/32.0*4.0*/1 22

    =

    KpF 12.5=

    1.30) Qu dimetro mnimo tendr un tubo de vidrio para que el ascenso debido a la capilaridad del agua a 20 C no supere 0.9 mm?

    CT 020=

    mKp /00738.0=

    *4hSend =

    )/28.998(*10*990)00738.0(*4

    34

    0

    mKpSend

    =

    md 0331.0=

    mmd 1.33=

    25

    mm

  • 1.31) Determine la variacin de volumen de 0.28317 m3 de agua a 26.7 C cuando se somete a una presin de 35.0 Kp /cm2- el modulo volumtrico de elasticidad a esa temperatura es igual, aproximadamente a 22.750 Kp / cm2

    ETVVv *=

    2

    23

    /22800/0.35*28317.0

    cmKpcmKpmVv =

    3410*34.4 mVv =

    1.32) Qu presin se a de aplicar, aproximadamente, al agua para reducir su volumen en un 1.25% si su modulo volumtrico de elasticidad es 2.19 Gpa

    2.19---------------100% X----------------1.25%

    %100%25.1*19.2 GpaX =

    GpaX 0274.0=

    CAPITULO II

    2.28) En la figura 2.19 se muestra un tubo de vidrio en U abierto a la atmsfera por los dos extremos. Si el tubo contiene aceite y agua tal como se muestra, determinar la densidad relativa del aceite

    PbPa =

    hh OHACEITE ** 2 =

    mmOH

    ACEITE 35.030.0*2 =

    mmmKp

    ACEITE 35.030.0*/1000 3

    =

    mmmKg

    ACEITE 35.030.0*/1000 3

    =

    3/142.857 mKpACEITE =

  • hP Hg *=

    OH

    LIQUIDODr2

    =

    3

    3

    /1000/142.857mKpmKpDr = 86.0=Dr

    2.29) El depsito de la figura 2.20 contiene un aceite de densidad relativa 0.750 determinar la lectura del manmetro A en Kp / cm2

    21 PP =

    mmKpPACEITE 05.3*/7503

    =

    2/5.2287 mKpPACEITE =

    mmKpP Hg 2205.0*/135703

    =

    2/3100 mKpPHg =

    21 PP = 0=++ HgAIREACEITE PPPPa 22 /5.2287/3100 mKpmKpPa += 2/5.812 mKpPa = 2/0812.0 cmKpPa =

    2.31) Con referencia a la figura 2.21, el punto A esta 53.34 cm. por debajo de la superficie libre de liquido, de densidad relativa 1.25, en el recipiente. Cul es la presin manomtrica en A si el mercurio asciende 34.29 cm. en el tubo

    3/1000* mKpDrLIQUIDO =

    3/1000*25.1 mKpLIQUIDO =

    3/1250 mKpLIQUIDO =

    3/1000* mKpDrHg =

    3/1000*57.13 mKpHg =3/13570 mKpHg =

  • mmKpPHg 343.0*/135702

    =

    2/5.4657 mKpP Hg =

    hP *=

    mmKpP 5334.0*/1250 3=

    3/75.666 mKpP =

    21 PP =

    HgAIRE PPPPa =++

    22 /5.4654/75.666 mKpmKpPa =+

    2/775.398 mKpPa =

    HgAIREHg PPPPa =++

    2/775.398 mKpACEITE =

    2/3987.0 mKpACEITE =

    2.32) Para la configuracin que muestra en la figura 2.22, calcular el peso del pistn si la lectura de presin manomtrica es de 70 Kpa

    KPAPM 70=

    PAPM 70000=

    2/57.7135 mKpPM =

    21 PP =

    APhPhP BACEITEM =+ **

    4)1(*

    1*/8601*/57.7135 233

    mPmmKpmmKp B

    pi=+

  • KNPB 6.61=

    2/66.52 mKpPB =

    22

    7854.0/57.71995

    mPmKp B=

    BPmmKp =22 7854.0*/57.71995

    KpPB 70.6279=

    2.33) Con referencia a la figura 2.33 y despreciando el rozamiento entre el pistn A y el cilindro que contiene el gas, determinar la presin manomtrica en B en cm. de agua. Supngase que el gas y el aire tienen pesos especficos constantes e iguales, respectivamente, 0.563 y 1.203 Kp / m3

    21 PP =

    BPmKpmmKp =+ 4.91*/563.01*/203.133

    BPmKpmKp =+22 /454.51/203.1

    2.35. Un deposito A, a una elevacin de 2.438 m, contiene agua a una presin de 103.4 Kpa. Otro deposito B a una elevacin de 3.658 m, contiene un liquido a una presin 68.95 Kpa. Si la lectura en un manmetro diferencial es de 305 mm de mercurio, estando la parte mas baja en el lado de A y a una cota de 0.305 m, determinar la densidad relativa del lquido contenido en B

  • 21 PP =

    mmmKpKpa B 658.3*305.0*/135701033 =+

    mKpaKpa B 658.3*1.98103 =+

    mKpa

    B 658.31.201

    =

    2/97.54 mKpaB =

    OH

    BDr2

    =

    2

    2

    /1000/7.549cmKpcmKpDr =

    549.0=Dr

    2.37) Los compartimientos B y C de la figura 2.25 estn cerrados y llenos de aire. Las lecturas baromtricas son 99.98 Kpa. Cuando los manmetros A y D marcan 99.98 Kpa, Qu valor tendr x en el manmetro E ( mercurio en los dos tubos manometritos)

    21 PP =

  • PAPAIRE 35000= 2/79.3567 mKpPAIRE =

    mh 30.6=

    KpaXmKpKpa 8.206*/1357098.99 3 =+

    KpaKpaKpaX

    12.13398.998.206

    =

    mKpa

    B 658.31.201

    =

    2/97.54 mKpaB =

    2.40) En la figura 2.28 se muestra un deposito cerrado que contiene aceite bajo presiona de un colchn de aire. Determinar la elevacin de la superficie libre del aceite en los piezmetros conectado

    KPAPAIRE 35=

    21 PP =

    PPhP AIREACEITE +=*

    mmKpmKphmKP 2*/830/79.3567*/830 323 +=

    23 /79.5227*/830 mKphmKP =

    2.45) La superficie libre del liquido en un piezmetro acoplado a un conducto esta a una cota de 1.0 m por encima del eje del conducto A, tal como se

    3

    3

    /830/79.5227mKpmKph=

  • mmKpmmKpPa 3.1*/10003.0*/1000 33 =+

    22 /1300/300 mKpmKpPa =+

    22 /1300/300 mKpmKpPa =

    2/1000 mKpPa =

    2/65.9806 mNPa =

    KPPa 8.9=

    muestra en la figura 2.30. Determinar la presin en el punto A si el lquido es a) agua y b) mercurio

    12 PP =

    hPhPPa AGUAAGUA ** =+

    B.) Mercurio

    12 PP =

    hPhPPa HgHg ** =+