ejercicios hidraulica i

8/17/2019 Ejercicios Hidraulica I

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA RECINTO UNIVERSITARIO PEDRO ARAUZ PALACIO

FACULTAD TECNOLOGICA DE LA CONSTRUCCIÓNING. CIVIL

“EJERCICIOS DE LAS PROPIEDADES DE LOSLÍQUIDOS”

Asi natura:

Elaborado or:

Prof:

7 de Marzo 2016

HIDRAULICA I

Alfonso Josué Rodríguez Obando

2014-0475U

Dr.Néstor Javier Lanza Mejía

Gru o:

IC-31D


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HIDRÁULICA I

COMPRENSIBILIDAD

1. Calcule el cambio de presión necesario para ocasionar una disminución de

1.00% en un volumen de alcohol etílico. Exprese el resultado en psi y en

MPa.Datos

= 1 % = 0 . 0 1 = / = / . =130,000 = 896

Solución

= / → = . = 130,000 0.01 = = . = 896 0.01 = . |

2. Cierto sistema hidráulico opera a 3000 psi. Calcule el cambio porcentual en

el volumen del aceite del sistema, conforme la presión se incrementa de cero

a 3000 psi. Si el módulo volumétrico del aceite es igual a 189,000 psi.

Datos

= = 0 3000 = 3000

. =89,000

= / = /

Solución

= / → = . = 3000 , =0.0159

=0.0159 100%=1.59%

3. Se aplica una presión a 20 Litros de agua. Se observa que el volumen

disminuye a 18.7 Litros. Calcule la presión aplicada.

Datos

= 20

=18.7 = / = / . =21,000 = 1,000

Solución

=20 ∙ 1,000 3

1 = 20,000 3 =18.7 ∙ 1,000 31 = 18,700 3 = / → = =

=(21,000 ) , −, , =


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HIDRÁULICA I

DENSIDAD-PESOESPECIFICO-GRAVEDAD ESPECÍFICA

4. El peso específico del aire a 16 ºC y presión atmosférica estándar es de 12.02

N/m3. Calcule su densidad.

Datos

=12.02 3 =

=9.81

Solución

= → = =12.02 ⁄. ⁄ =1.23

5. Una lata cilíndrica de 150 mm de diámetro contiene 100 mm de aceite

combustible. El aceite tiene una masa de 1.56 kg. Calcule su densidad. peso

específico y gravedad específica.

Datos

= 150 = 0.15 = 0.075 = 100 = 0.10 = 1.56 = = " =

= 2

ℎ

=9.81 =1,000

Solución

= 2ℎ = 0.075 20.10 =1.77×103 3 = = . .× =. = = 881.35 3 9.81 2 =8646.04 3 =.

" = =. ,

=.


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HIDRÁULICA I

6. Un galón de cierto tipo de aceite combustible pesa 7.50 lb. Calcule su peso

específico, su densidad y su gravedad específica.

Datos

ó = 3.788 − = 7.50 = = " = =0.03531 3 =32.2

=62.4

Solución

= = . . =1.979 ∙ 1 0.03531 3 =.

= → = =56.04 3

32.2 2=. [ ]

" = .

.

=.

7. Un recipiente para almacenar gasolina tiene una gravedad específica de

0.68, es en un cilindro vertical de 30 pies de diámetro. Si se llena a una

profundidad de 22 pies, calcule el número de galones que hay en el tanque

y el peso de la gasolina

Datos

" =0.68 = 30 = 15 = 22 " = = = 2ℎ =7.477 =62.4

Solución

= 2ℎ = 15 222 = 15,543 3 = 15,543 ∙ . = . × " = → = ∙ " = → = → = ∙ "

= ∙ "=62.4 0.6815,543 =659520.576 =.×


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HIDRÁULICA I

8. Un contenedor cilíndrico tiene un diámetro de 6.0 pulg y pesa 0.50 lb cuando

está vacío. Si se llena con cierto aceite a una profundidad de 8.0 pulg pesa

7.95 lb. Calcule el peso específico, la gravedad específica y la densidad del

aceite.

Datos

= 6 ; = 3 = 0.50 = 8 − = 7.95 = " =

=

= 2ℎ =5.787 ×10− =62.4 = 32.2 2

Solución

= 2ℎ = 3 28 =226.08 3 =226.08 3 5.787 ×104 31 3 = 0.131 3

= − = 7.95 0.50 = 7.45 = = . 0.131 3 =.

" = =. .

=.

= → = =6.87 3

32.2 2=. [ ]

9. Calcule la densidad y peso específico del agua si .2 slug ocupan 180 pulg3

Datos

= 0. 2 2 = 180 3 = =

=5.787 ×10− = 32.2 2

Solución

= = 0.2 2 32.2 2 =6.44

= = . 3 ∙ 3

5.787 ×104 3 =.

= → = =61.8 332.2

2

=. [ ]


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HIDRÁULICA I

10. Un líquido con gravedad especifica de 1.2 llena un volumen. Si la masa en el

volumen es de 10 slug ¿cuál es la magnitud del volumen?

Datos

" =1.2 = 1 0 2 " = =

=62.4 = 32.2 2

Solución

" = → = " ∙ = 1.2 62.4 =74.88

= → = = 2 32.2 2

74.88 3= .

VISCOCIDAD

11. Se debe mover un bloque de 50 cm x 30 cm x 20 cm que pesa 150 N a una

velocidad constante de 0.8 m/s sobre una superficie inclinada con un

coeficiente de fricción de 0.27.

a) Determine la fuerza F necesaria a aplicar en la dirección horizontal.

b) Si se aplica una película de aceite de 0.4 mm de espesor, con una

viscosidad dinámica de 0.012 Pa.s entre el bloque y la superficie inclinada,

determine el porcentaje de reducción en la fuerza necesaria.


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HIDRÁULICA I

Datos

= 50 × 3 0 × 2 0

= 150

= 0.8 ms = 0.27 = 0.4mm=4 × 104 = 0.012 Pa. s = =

Solucióna)

DCL

∑ =0: 1 20°120=0 (1)∑ =0: 120° 2 0 =0 (2) ó: = 1 (3)

Sustituyendo (3) en (2) y despejando : = °− = 0.075 °−. = 177.02

De la ecuación (1) se determina :

= 0.27177.2 20°+ 177.2 20° = . b)

DCL

= = → =

= 0.012 Pa.s0.5 × 0.2 2 .×104

= 2.4

∑ =0: 2 20°220=0 (4)∑ =0: 220° 2 0 =0 (5)


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HIDRÁULICA I

Despejando de (5): = 20+20° =

2.4 20+150 20° = 160.5

De (4) : = 20°+20= 2.4 20°+ 160.520 = . Porcentaje de reducción en la fuerza necesaria: × 1 0 0 % =

105.46 57.14 105.46 × 1 0 0 %=.%

12. Se jala horizontalmente de una placa plana delgada de 20 cm x 20 cm a 1

m/s a través de una capa de aceite de 3.6 mm de espesor, que está entre

dos placas, una estacionaria y la otra moviéndose a una velocidad constante

de 0.3 m/s, como se muestra en la figura. La viscosidad dinámica del aceite

es de 0.027 Pa.s. Suponiendo que la velocidad en cada una de las capas de

aceite varía en forma lineal

a) Determine la fuerza que se necesita aplicar sobre la placa para mantener

este movimiento.

Datos

= 20 ×20 = 1 = 3.6 =0.3 = 0.027 .

= =

. =21,000 = 1,000

Solución

= = → = − = = − =

= 0.027.0.2 ×0.2 × = .

− = = − = = 0.027.0.2×0.2 (−−.).× = . = − + − = 1.08 + 0.54 = .

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