SEGUNDO CERTAMEN MECNICA DE FLUIDOS GENERAL IWM-220. JPC 30.10.2014PROBLEMA ISe descarga agua a partir de una estrecha ranura practicada en una tubera de 150 (mm) de dimetro. El chorro bidimensional y horizontal que resulta, tiene 2 (m) de largo y 15 (mm) de espesor, pero su velocidad no es uniforme. La presin en la seccin de entrada es 50 (kPa) (manomtrica). Despreciando la masa de la tubera y el agua que contiene, determinar el momento respecto al punto A producido por el agua y el aire.PROBLEMA IILa figura representa un cilindro de acero (densidad acero = 7.850 (kg/m3) de dimetro d = 4 (cm), y longitud L = 24 (cm). El cilindro est colgando de dos cables de peso despreciable. El cilindro se somete a un flujo horizontal de aire (densidad aire = 1,22 (kg/m3) y viscosidad cinemtica = 1,3510-5 (m2/s)) a velocidad V = 20 (m/s), que provoca su inclinacin en un ngulo respecto el plano horizontal. En la figura se muestra el coeficiente de arrastre CD para un cilindro del tipo L/d = 6, en funcin del nmero de Reynolds R. Considerar fuerza de arrastre:

a) Utilizando el teorema de Pi- Buckingham encuentre los nmeros adimensionales que describen la fuerza de arrastre sobre el cilindro y demuestre que CD es de la forma:FD / ( A V )b) Determinar la fuerza que deben soportar los cables y su ngulo de inclinacin PROBLEMA IIILa figura representa una Central Hidroelctrica (fluido de trabajo es agua con densidad = 1.000 (kg/m3). La Central cuenta con una turbina Pelton. El caudal que llega a la turbina, se incorpora al sistema de tuberas desde un embalse cuya superficie est 370 (m) por encima de la salida del inyector (hA hB = 370 (m). Se considera que la turbina tiene un solo inyector y que la geometra del inyector es la indicada en la figura (cono con dimetro de entrada dB = 50 (cm) y dimetro de salida dC = 24 (cm)). El ltimo tramo de la tubera es horizontal (hB = hC). NO considere las prdidas de carga en: la tubera; codos; cambios de seccin; y entrada a la tubera desde el embalse.Determinar la fuerza que debe soportar la unin del inyector a la tubera (punto en B).

FIGURAS PROBLEMASFIGURA PROBLEMA I

FIGURA PROBLEMA II

FIGURA PROBLEMA III