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Solucinario de distintos tipos de mecanica de fluidos

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K K mm KpN0 02) 20 273 ( * / 3 . 30/ 89 . 10325+ m m KpN9 . 8877/ 89 . 103252 CAPITULO I1.19) Si la densidad de un liquido es de 835Kg / m3 determinar su peso especificoy su densidad relativag * 2 381 . 9 * 835smmKg 335 . 8191mN 3/ 20 . 8 m KN O HDr2

331000835mKgmKgDr 835 . 0 Dr1.20)comprobar los valores de la densidaddel peso especfico del airea 30 Cdados en la tabla 1BT RPABSAIRE* gAIREAIRE K K mm KpAIRE0 02) 30 273 ( * / 3 . 29/ 56 . 10320+ 23/ 81 . 9/ 163 . 1s mm KpAIRE

3/ 118 . 0 m UTMAIRE 1.21)Comprobar los valores de los pesos especficosdelanhdrido carbnicoy del nitrgenodados en la tabla 1T RPABSCO*2

T RP ABSN* K K mm KpCO0 022) 20 273 ( * / 2 . 19/ 10328+

mm KpCO6 . 5625/ 1032822

3/ 163 . 1 m KpAIRE m m KpAIRE9 . 8877/ 56 . 103203 K m R0/ 3 . 29 K C T0 0322 49 32/ 8359 . 1 m KpCO 3/ 1631 . 1 m KpN 1.22)Aquepresintendr el aireunpesoespecificode18.7KN/ m3si la temperatura es de 49 C?3/ 70 . 18 m KN R T P * * K m K m KN P0 0 3/ 3 . 29 * 322 * / 7 . 17 2/ 02 . 176427 m KN P2/ 64 . 17 cm KN P1.23)Dos metros cbicos de aire, inicialmente a presin atmosfrica se comprimen hastaocupar 0.500 m3. Parauna compresin isotrmica, Cul ser la presin final?2 * 2 1 * 1 P V P V 3 2 3500 . 0 * 2 / 10330 * 2 m P m Kp m 3500 . 0* 206602mm KpP 2/ 41320 2 m Kp P 2/ 13 . 4 2 cm Kp P 1.25) Determinar la viscosidad absoluta del mercurio en N * s / m2si en poises es iguala 0.0158Poisesm seg NPoises Vis10/ * 1* 0158 . 022 3/ * 10 * 58 . 1 m seg N Vis1.26) si la viscosidad absolutade un aceitees de 510 poises, Cul es las viscosidades en el sistemaKp-m-s?Poisesm seg NPoises VisABS1 . 98/ * 1* 51022/ * 199 . 5 m seg Kp VisABS1.27) Que valor tiene las viscosidadesabsolutasy cinticasde un sistema tcnicode unidadesKp-m-sdeunaceitequetieneunaviscosidadde sayboltde155sy una densidad relativade 0.932Viscosidad AbsolutaSeg T 100 >

Seg Seg 100 155 >Poises Drtt ) * )35 . 100220 . 0 (( Poises ) 932 . 0 * )15535 . 1155 * 00220 . 0 (( Poises ) 932 . 0 * ) 10 * 709 . 8 341 . 0 ((3 Poisesm seg KpPoises81 . 9/ * 1* 3097 . 02 2 3/ * 10 * 157 . 3 m seg Kp Viscosidad CinticaSeg T 100 >

Seg Seg 100 155 >stokes Drtt ) * )35 . 100220 . 0 (( stokes ) 932 . 0 * )15535 . 1155 * 00220 . 0 (( stokesseg mstokes4210/ 1* 3323 . 0 seg m / 10 * 32 . 32 5 1.28)Dossuperficies planasdegrandesdimensiones estnseparadas25mmyel espacio entre ellas esta lleno con un liquidocuya viscosidad absolutaes 0.10Kps / m2. Suponiendoqueel gradientedevelocidadeslineal. Quefuerzaserequierepara 3/ 23 . 998 m Kp m mm h4 410 * 9 10 * 9 . 0 240 dm As cm V / 32 arrastrar una placade muy poco espesory40dm2 de reaa la velocidad constantede 32 cm. / s si la placa dista8 mmde una de las superficiesDatos2/ 10 . 0 m Kp Y V AF* * ms m m m KpF025 . 0/ 32 . 0 * 4 . 0 * / 12 2Kp F 12 . 5 1.30) Qu dimetro mnimo tendr un tubode vidriopara que el ascenso debidoa la capilaridaddel aguaa 20 Cno supere 0.9 mm?C T020 m Kp/ 00738 . 0 *4hSend ) / 28 . 998 ( * 10 * 990 ) 00738 . 0 ( * 43 40m KpSendm d 0331 . 0 mm d 1 . 33 25 mm1.31) Determine la variacin de volumende 0.28317 m3 de agua a 26.7 Ccuando se somete a una presinde 35.0 Kp /cm2- el modulo volumtricode elasticidada esa temperaturaes igual, aproximadamente a 22.750 Kp / cm2ET VVv*22 3/ 22800/ 0 . 35 * 28317 . 0cm Kpcm Kp mVv 3 410 * 34 . 4 m Vv1.32) Qupresin se a de aplicar, aproximadamente, al agua para reducir su volumenen un 1.25% si su modulo volumtricode elasticidad es 2.19 Gpa2.19---------------100%X----------------1.25%% 100% 25 . 1 * 19 . 2 GpaX Gpa X 0274 . 0 CAPITULO II2.28) En la figura 2.19 se muestraun tubo de vidrioen U abierto a la atmsferapor losdosextremos. Si el tubocontieneaceiteyaguatal comosemuestra, determinar ladensidad relativa del aceite Pb Pah hO H ACEITE* *2 m mO HACEITE35 . 030 . 0 *2 mm m KpACEITE35 . 030 . 0 * / 10003 mm m KgACEITE35 . 030 . 0 * / 10003 3/ 142 . 857 m KpACEITE h P Hg* O HLIQUIDODr2 33/ 1000/ 142 . 857m Kpm KpDr

86 . 0 Dr2.29)El depsitodelafigura2.20contieneunaceitededensidadrelativa0.750 determinarla lectura del manmetroAen Kp / cm2

2 1 P P m m Kp PACEITE05 . 3 * / 7503

2/ 5 . 2287 m Kp PACEITE

m m Kp P Hg2205 . 0 * / 135703

2/ 3100 m Kp PHg

2 1 P P 0 + + Hg AIRE ACEITEP P P Pa 2 2/ 5 . 2287 / 3100 m Kp m Kp Pa + 2/ 5 . 812 m Kp Pa 2/ 0812 . 0 cm Kp Pa 2.31)Conreferenciaalafigura2.21, el puntoAesta53.34cm. pordebajodela superficielibredeliquido, dedensidadrelativa1.25, enel recipiente. Cul esla presin manomtricaenAsi el mercurio asciende34.29 cm. en el tubo 3/ 1000 * m Kp DrLIQUIDO 3/ 1000 * 25 . 1 m KpLIQUIDO 3/ 1250 m KpLIQUIDO 3/ 1000 * m Kp DrHg 3/ 1000 * 57 . 13 m KpHg 3/ 13570 m KpHg m m Kp PHg343 . 0 * / 1357022/ 5 . 4657 m Kp P Hg h P * m m Kp P 5334 . 0 * / 125033/ 75 . 666 m Kp P 2 1 P P Hg AIREP P P Pa + +2 2/ 5 . 4654 / 75 . 666 m Kp m Kp Pa +2/ 775 . 398 m Kp Pa Hg AIRE HgP P P Pa + +2/ 775 . 398 m KpACEITE 2/ 3987 . 0 m KpACEITE 2.32) Para la configuracin que muestra en la figura 2.22, calcularel peso del pistn si la lectura de presinmanomtricaes de 70 Kpa KPA PM70 PA PM70000 2/ 57 . 7135 m Kp PM2 1 P P APh P h PBACEITE M + * *4) 1 ( *1 * / 860 1 * / 57 . 713523 3mPm m Kp m m KpB +KN PB6 . 61 2/ 66 . 52 m Kp PB227854 . 0/ 57 . 71995mPm KpBBP m m Kp 2 27854 . 0 * / 57 . 71995Kp PB70 . 6279 2.33) Con referencia a la figura 2.33 y despreciando el rozamiento entreel pistn A y el cilindroque contiene el gas, determinar la presin manomtricaen Ben cm. de agua. Supngase queel gasy el airetienen pesos especficosconstantes e iguales, respectivamente, 0.563 y 1.203 Kp / m32 1 P P BP m Kp m m Kp + 4 . 91 * / 563 . 0 1 * / 203 . 13 3BP m Kp m Kp +2 2/ 454 . 51 / 203 . 12.35. 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 presin68.95 Kpa.Si la lectura en un manmetrodiferenciales de 305 mm de mercurio, estando la parte mas bajaen el lado de Ay a una cota de 0.305 m, determinar la densidad relativadel lquido contenido en B2 1 P P m m m Kp KpaB658 . 3 * 305 . 0 * / 13570 1033 +m Kpa KpaB658 . 3 * 1 . 98 103 +mKpaB658 . 31 . 201 2/ 97 . 54 m KpaB O HBDr222/ 1000/ 7 . 549cm Kpcm KpDr 549 . 0 Dr2.37) Los compartimientos B y Cde la figura 2.25 estn cerrados y llenos de aire. Las lecturas baromtricas son 99.98 Kpa.Cuando los manmetros A y Dmarcan 99.98 Kpa, Quvalor tendrx en el manmetroE ( mercurio en los dos tubos manometritos)2 1 P P PA PAIRE35000 2/ 79 . 3567 m Kp PAIREm h 30 . 6 Kpa X m Kp Kpa 8 . 206 * / 13570 98 . 993 +Kpa Kpa KpaX12 . 13398 . 99 8 . 206 mKpaB658 . 31 . 201 2/ 97 . 54 m KpaB 2.40) Enlafigura2.28semuestraundepositocerradoquecontieneaceitebajo presionade un colchnde aire.Determinar la elevacinde la superficie libre del aceiteen los piezmetros conectadoKPA PAIRE35 2 1 P P P P h PAIRE ACEITE+ *m m Kp m Kp h m KP 2 * / 830 / 79 . 3567 * / 8303 2 3+ 2 3/ 79 . 5227 * / 830 m Kp h m KP 2.45)La superficie libre del liquido en un piezmetroacoplado a un conductoesta a una cotade 1.0 m por encima del eje del conductoA, tal como se 33/ 830/ 79 . 5227m Kpm Kphm m Kp m m Kp Pa 3 . 1 * / 1000 3 . 0 * / 10003 3 +2 2/ 1300 / 300 m Kp m Kp Pa +2 2/ 1300 / 300 m Kp m Kp Pa 2/ 1000 m Kp Pa 2/ 65 . 9806 m N Pa KP Pa 8 . 9 muestra en la figura 2.30. Determinar la presin en el punto Asi el lquido esa) agua yb) mercurio 1 2 P P

h P h P PaAGUA AGUA* * +

B.) Mercurio 1 2 P P h P h P PaHg Hg* * +m m Kp m m Kp Pa 3 . 1 * / 13570 3 . 0 * / 135703 3 + 2 2/ 17641 / 4071 m Kp m Kp Pa 2/ 13570 m Kp Pa 2/ 7 . 133121 m N Pa KP Pa 1 . 133 CAPITULO III3.21) Para la compuerta AB de 2.44 mde longitudque se muestra en la figura 3.19 de terminar la fuerza de compresin sobre el jabalcn CD, debida a la presin del agua, ( B,C,y Dson puntos articulados) m m A 83 . 1 * 44 . 2

246 . 4 m A A hcg P * * 2 346 . 4 * 39 . 1 * / 1000 m m m Kp PKp P 4 . 6199 ycghcgSen 060hcg Sen 915 . 0 * 600m hcg 7924 . 0 007560 * 915 . 0SenSenCD m CD 82 . 0 ycghcgSen 060 m hcg 39 . 1 3* *121h b I 383 . 1 * 44 . 2 *121 I

424 . 1 m I 0 BM0 ) 915 . 0 ( ) 69 . 0 ( * 4 . 6199 + Fc95 . 069 . 0 * 4 . 6199 Fc Kp Fc 95 . 4674 3.22) Una compuerta vertical rectangularABtuena 3.7 m de altura, 1.5 m de ancho y esta articulada en un punto 150 mm por debajo de su centro de gravedad. La profundidad total del agua es 6.1 m . Que fuerza horizontalFdebe aplicarsea la parte inferiorde la compuertaparta que se mantenga en equilibriom m A 5 . 1 * 7 . 3 255 . 5 m A A hcg P * * 2 355 . 5 * 05 . 3 * / 8 . 9 m m m KN PKN P 89 . 165 0 BM0 ) 7 . 1 ( * ) 15 . 0 ( Pe P7 . 115 . 0 * 89 . 165 KNP KN P 65 . 14 3.23) Determinar el valor de Z (figura 3.20) deformaque la fuerza total sobre la barra BDnosobrepaselos 8.172Kpal suponer quelalongitudendireccin perpendicular al dibujo es de 1.22 m y que la barra BD esta articulada en ambos extremosA hcg P * * 2 0 312 * 45 * / 1000 m Sen m Kp PY m P 26 . 424 YcgA YcgIcgYcp + * Y m I * 2 . 1 *121y I 564 . 0 0 AM0 ) 82 . 2 ( * 8000 ) 34 . 0 ( * 26 . 4242 + y y560 . 22 1442483 y m Y 39 . 5 39 . 5 * 450Sen X m CD 81 . 3 3.25.) Una presa de 20m de longitud contiene 7m de agua como se muestra en la figura.encontrarla fuerza resultanteque actua sobre la presay la situacindel centro de gravedad

,_

++7 97 29*21h Ycp m Ycp 57 . 4

,_

++10 510 ) 5 * 2 (* 721m Ycg m Ycp 7 h b A *218 *220 * 10*21

,_

m mA 2120m AA hcg P * * 2 30 12 * 67 . 4 * / 841 . 8 m m m N PN P 549 3.26. En la figura 2.32la compuerta ABtiene su eje de giro en By su anchura es de 1.20 m. Que fuerzavertical, aplicadaen su centro de gravedad, sera necesaria pera mantenerla compuerta en equilibriosipesa20 KNKN W 20 045 * 20 Sen KN WX N WX14 . 14 045 * 20 Sen KN WY N WY14 . 14 ) 20 . 1 ( * ) 5 . 1 ( m m A28 . 1 m AA hcg P * * 2 38 . 1 * 25 . 2 * / 81 . 9 m m m KN PKN P 87 . 53 3.28. Tal como se