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8/14/2019 Trans Fluidos Ejercicios Resueltos
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PROBLEMAS DE TRANSPORTE DE FLUIDOS
PRIMERA PARTE
1.6 Una instalacin fabril consume 40 m3/h de agua que toma de un ro prximosituado a 15m de desnivel del depsito de la fbrica! "alc#lese el costo diariode bombeo si el agua se conduce a trav$s de una tubera de 3%% & de '40m delongitud total( inclu&endo los accesorios! )l *ilovatio + hora cuesta 0(30 ptas( &el rendimiento es del ,0-!
.2ubera de 3%%
40 m3/h 0!0111 m3/s
67 +15 m
8'40 m
*9:h 0!3 ptas
;endimiento ,0- + m
0!004== m'
? 0!000,> @g/m!s
+
-
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+ "alculando la potencia de la bomba
+ "alculando el costo
BBBBB!!Rpta.
1.8 Cara concentrar una disolucin de "lDa se bombea desde un depsito almac$nhasta un evaporador( a trav$s de una tubera lisa de cobre de 3 cm de dimetro
interno( a raEn de 150 m
3
/da! la temperatura de bombeo la disolucin tieneuna densidad de 1150 @g/m'& su viscosidad es de '!3 centipoises! "alc#lese
aF 8a p$rdida de presin por friccin si la longitud total de la tubera es de50m!
bF 8a potencia necesaria para vencer la friccin
.2
ubera lisa de "u 150 m3/dia 0!001=3Gm3/s
. 3 cm 0!03 mH"lDa1150 @g/m'
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I'!3 cp 0!00'3 *g/m!s
a)
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?cin$tica 0!0414 cm'/s 4!14x10:Gm'/s' codos
+
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+
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BBBB!!Rpta.
b) calculando el costo de bombeo
BBBBBB!Rpta.
1.15 trav$s de una tubera de acero de '%% & longitud equivalente de 1'0 m ha&que transportar agua desde un depsito hasta una cmara de rociado( saliendopor una boquilla de atomiEacin que se encuentra a '0 m por encima del niveldel agua en el depsito! )l fluAo de agua a de ser de '0 m3/h & la cada depresin en la boquilla es de 0(, at! .etermnese la potencia de la bomba ainstalar si la eficiencia del motor es del >0- & la de la bomba del G0-!
.2ubera de '%% "alculando la velocidad
.imetro 0!05'5m Jtabla !1>F
'1!Gx10:4 m'Jtabla !1>F
8 1'0 m
67 :'0 m
'0m3/h 5!55Gx10:3m3/s
6C :0!, at :,000 @g/m'
"alculando el ndice de ;e&nold? 1x10:3@g/m!s
N 1000 @g/m3
Ootor >0- JrendimientoF
Pomba G0- JrendimientoF
+
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.2
H 1530 *g/m3 hallando viscosidad dinmica?cinetica 0!0414 cm'/s 4!14x10:Gm'/s
67 1, m
. G cm 0!0G m8 450 m 1'0 l/min 0!00' m3/s
+
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+
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+
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+ 3x10:4 m'Jtabla !1>F
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. 0!015=m Jtabla !1>F
N >>,!5 @g/m3Jtabla !5F
? 1!0G>'x10:3@g/m!s Jtabla !5F
+ "alculando la carga de friccin
+ "alculando el n#mero de @arman
+ "alculando el coeficiente de friccin
+ "alculando la velocidad
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+ "alculando el caudal
BBBB!!Rpta!
1.5 trav$s de 30 m de una tubera de 1T%% circula cido sulf#rico de densidad 1>,0
@g/m3
& viscosidad 'G(= centipoises! .etermnese la velocidad msica( en@g/m'!s( si la p$rdida de presin a lo largo de la conduccin es de '0 mm de
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+ "alculando la velocidad
+ "alculando la velocidad msica
BB!BBBRpta.
1.9)l abastecimiento de agua fbrica con caudal de 1G0 m3/da se hace medianteuna tubera de 1 & '350 m de longitud( desde un manantial situado a '40 m dealtura Jsobre el suelo de la fbricaF! )n las horas de mxima presin de aguadesciende considerablemente( & con ello el caudal de agua en algunas de las
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aplicaciones! 2e tratar de renovar la conduccin( estableciendo al mismo tiempoun depsito general situado sobre la misma fbrica con la entrada a 4, m delsuelo!
aF 2i se respeta la conexin antigua de 1%%( V"ul ser la potenciade la bomba que a de introducirse en la canaliEacin para conseguir elcaudal deseadoWbF .etermnese el dimetro que a de tener la conduccin paralograr el caudal deseado sin la necesidad de la bomba!
.2ubera de 1%% 1G0 m3/da 0!001,5 m3/s8 '350 m? 1!1,>Gx10:3*g/m!sH >>>!1 *g/m3. 0!0'G= m 5(Gx10:4m'
aF
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+ "alculando la potencia
BB!!!!BBRpta.
bF "alculando la velocidad en funcin del dimetro
+
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+ "omo
+ )ntonces
BBBBRpta.
1.10Un depsito elevado contiene lcohol )tlico del >5- a '0R " est conectadocon una cuba de esterificacin mediante una tubera de hierro de 1K! )larranque de la tubera( en el fondo del depsito( est a = m sobre la llegada ala cuba de esterificacin! 8a tubera tiene 3 codos & una vlvula de asientoQ sulongitud total es de '5 m!a) V"ul es el caudal de salida del alcohol al principio de la operacin(
siendo su nivel , m sobre el fondoWbF V"ul es el caudal cuando abandona el depsito la #ltima gota de
alcoholW8a viscosidad del alcohol es 1!4x10:3*g/m!s & su densidad ,15 *g/m3
.2
ubera de 1%%. 'G!=x10:3m Jabla :1>F
5!G0x10:4m'
? 1!4x10:3*g/m!s
H ,15 *g/m3
3 codos1 vlvula de asiento8 '5 m
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aF "alculando la carga de friccin
+ "alculamos la longitud total
+ "alculamos el n#mero de @arman
+
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.Rpta.
bF "alculamos la carga de friccin
+ "alculamos la longitud total
+ "alculamos el numero de *arman
+
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+ "alculamos el caudal
..Rpta
1.11.esde un depsito de agua( situado a 35 m de altura sobre el lugar deutiliEacin( han de conducirse '00 8/min a trav$s de una conduccin( cu&alongitud es de 150 m( que contiene 4 codos & una vlvula de asiento(
.etermnese el dimetro de la tubera!
.2H >>,!' *g/m3
? 1!00> cp 1!00>x10:3*g/m!s67 35 m '00 l/min 0!00'5 m3/s8 150 m4 codos1 vlvula de asiento
Cara iniciar nuestro clculos suponemos .1 'X
+ )ntonces tenemos de la tabla ! 1>
+
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+
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+ )ntonces tenemos de la tabla ! 1>
+
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+ "omparamos el hfcon el hfsupuesto & observamos que
Cor lo tanto tenemos que hacer otra suposicin!
2uponiendo .3 1 T%%
+ )ntonces tenemos de la tabla ! 1>
+
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+
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+ "alculando la carga de friccin
+ "alculando el n#mero de @arma
+ "alculando el coeficiente de friccin
+ "alculando la velocidad
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+ "alculando el caudal
+ "alculando el fluAo msico
BBBBBBRpta.
1.21Una bomba de 5 "\ con una eficacia del =0-( toma amonaco del '0- en undepsito & lo transporta a lo largo de una tubera de 100 m de longitud totalhasta el lugar de descarga situado a 15 m por encima del lugar de succin!.etermnese el dimetro de tubera a emplear si el caudal que circula por lacanaliEacin es de 10 m3/h!
.2
Cefectiva 5 "\ 'G'(5 *gm/s!
)ficiencia =0-
8 100m!
M7 :15 m
10 m3/h '(==, x 10:3m3/s!
. WW
>''!> *g/m3
? 10:5*g/ms
+ "alculando la carga de trabaAo
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+ "alculando hf
+ "alculando la velocidad en funcin del dimetro
+ "alculando el dimetro en funcin de coeficiente de friccin
2uponiendo f1 0(0'
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+
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+ "omo
fsupuesto f hallado
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TERCERA PARTE
1.29)l hidrgeno empleado en una planta de sntesis de amonaco ha de entrar enlos convertidores a =5 at! 2i en el gasmetro disponemos de hidrgeno a >0 at& la lnea de conduccin tiene una longitud de ''0 m( determinase el dimetrode tubera a emplear si el fluAo de masa ha de ser de G0 @g/min( en condicionesisot$rmicas a '=]"!
.2
C1 >0 at
C' =5 at!
'=]"
8 ''0 m
Ox10:3*g/m!s
9G0 *g/min 1 *g/s
+ "alculando el fluAo msico en funcin del dimetro
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+ "alculando la presin media
+ "alculando la densidad media
+ "alculando el dimetro en funcin del coeficiente de friccin
+ "alculando el ndice de ;e&nolds en funccin del dimetro
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2uponiendo
+ "alculando el dimetro
+
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+
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+ "alculando el fluAo msico
+ "alculando la presin media
+ "alculando la densidad media
+ "alculando el ndice de ;e&nolds
+ "alculando el coeficiente de friccin en la fig! 1:4!
+ "alculando la presin '
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+ "alculando la cada de presin
BBBBBBRpta.
1.31
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2uponiendo
+ "alculando el fluAo msico
+ "alculando el ndice de ;e&nolds
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+ "alculando el fluAo msico
+ "alculando el ndice de ;e&nolds
+