HIDRULICA

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TAREA 3

HIDROSTTICA

Resolver los siguientes ejercicios relacionados con presiones en fluidos y sus conversiones.

1. Qu altura de la columna de mercurio causar una presin de 100 lbs/pulg2?

Cul es el equivalente de una columna de agua? R-a/ 16.96 pies. R-b/ 230.50 pies. 2. Obtener el factor de conversin para cambiar cargas en pies de agua a presin

en lbs/pulg2. Asimismo, obtener el factor de conversin para cambiar presin en lbs/pulg2 a cargas en pies de agua.

R-a/ 0.434. R-b/ 2.30. 3. A qu profundidad en un recipiente con agua la presin es 30 lbs/pulg2? R/ 69.12 pies. 4. Qu columna de agua ejercera la misma presin que la de una columna de

aceite de 15 pies de altura de un fluido cuya densidad relativa es 0.84? R/ 12.58 pies 5. Si se asume que el peso especfico del aire constante es de 0.0765 lbs/pie3,

cul es el decrecimiento aproximado de la presin es lbs/pulg2, correspondiente a un aumento en elevacin de 1000 pies?

R/ 0.531 lbs/pulg2 6. Si la presin relativa en un tanque de aceite de densidad relativa 0.80 es de 60

lbs/pulg2. Cul es la carga hidrulica de presin equivalente en: a) Pies columna de aceite. b) En pies columna de agua. c) En pulgadas columna de mercurio?

R-a/ 172.87 pies. R-b/ 138.28 pies. R-c/ 122.12 pulg. 7. Cul es la presin relativa en lbs/pulg2, 4 pies abajo de la superficie libre de un

lquido cuya densidad relativa es 1.50, si la presin de un gas sobre la superficie del lquido es de 0.4 atmsferas?

R/ - 6.22 lbs/pulg2. 8. La presin en un tanque es 2.76 atmsferas. Calcule la presin relativa en

lbs/pulg2 y la carga de presin relativa en pies columna de agua. R-a/ 25.87 lbs/pulg

2. R-b/ 59.63 pies.

UNIDAD IV: HIDROSTTICA

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9. Un instrumento para medir presiones (relativas) en el lado de succin de una

bomba de agua, muestra un vaco de 10 pulgadas de mercurio. Calcular la carga de presin relativa en: a) Pies columna de agua, b) Presin relativa en lbs/pulg2, c) Presin absoluta en lbs/pulg2 si el barmetro tiene una lectura de 29 pulgadas de mercurio.

R-a/ - 11.32 pies. R-b/ - 4.913 lbs/pulg2. R-c/ + 9.33 lbs/pulg

2. 10. En un barmetro en el lado de descarga de una bomba se lee 43.5 lbs/pulg2, y

se est bombeando aceite de densidad relativa 0.82. Calcular la carga de presin en pies del aceite.

R/ 122.27 pies. 11. Qu altura de lquido manomtrico dar un fluido si su peso especfico es de

3000 kg/m3, el cual ejercer la misma presin que una columna de 4 metros de altura de un lquido de densidad relativa igual a 0.85?

R/ H = 1.13 m 12. En teora, cul sera la mxima presin manomtrica de succin que una

bomba puede ejercer (expresada en metros columna de agua) si se sabe que la presin atmosfrica del lugar es de 720 mm de mercurio?

R/ 9.7863 m. 13. Determinar las presiones existentes entre las lneas de separacin de los

diferentes fluidos en reposo aceite ( rA = 0.80), agua ( rB = 1.00) y tetracloruro

de carbono ( rC = 1.69), y determinar la altura que alcanzarn los piezmetros.

R/PA=1600 kg/m2

h= 2m; PB=5600 kg/m2

h= 5.6m; PC=15,740 kg/m2

h= 9.31m

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14. Cul es la presin total en A (PA) del sistema, si la PB es 3 kg/cm2?

R/PA=23,358 kg/m2

15. Para el depsito de la siguiente figura, calcule cul es la presin manomtrica

(PmA) que registra el manmetro que se encuentra en el fondo del mismo? expresar la presin en kg/cm2 y en PSI. R/ PmA = 0.5698 kg/cm

2 = 8.0875 PSI

16. En un sistema cerrado (plataforma hidrulica) con aceite hidrulico en su

interior de densidad relativa 0.80, est diseado con un pistn pequeo (A) de 10 cm de dimetro, al cual se le aplica 20 kg.f. Determinar el peso que puede equilibrar el sistema sobre el pistn grande (B) de 80 cm de dimetro que pesa 100 kg. R/ FA = 31 kg.

UNIDAD IV: HIDROSTTICA

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17. Determinar la fuerza P que se debe ejercer en el sistema indicado de la figura.

sta se debe aplicar en el punto A (PA) en funcin de su peso para estar en equilibrio en un fluido de r = 0.9. El pistn en A tiene un dimetro de 10 cm y en B 80 cm, y el peso en A es de 5 kg y en B 10,000 kg. R/ FA = 94.70 kg.

18. Calcular la presin en A del manmetro cerrado indicado en la figura, si la

presin en B es de 1000 kg/m2. R/ 3,814 kg/m2.

19. Determinar la presin en el punto B del manmetro abierto con Hg de densidad

relativa 13.57, si el fluido del depsito a presin es agua de densidad relativa 1.0. R/ PA = 5,128 kg/m

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HIDRULICA

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20. Cul es la densidad relativa del fluido manomtrico, si la presin en A es de 0.08 kg/cm2? R/ r = 2.22.

21. Para el depsito indicado en la figura, encontrar la fuerza hidrulica resultante

(FH) que ejerce el agua sobre la cara A-B (expresarla en kg). Asimismo, determinar la fuerza debido al peso del agua que ejerce o soporta el fondo del depsito (cara B-C), expresar el valor en libras de fuerza.

R/FH = kg.f y FW = lbs.f.

22. Determinar la presin total hidrosttica sobre la compuerta rectangular

inclinada, sumergida en agua, como se indica en la figura. R/ FH = 10,081.84 lbs.

UNIDAD IV: HIDROSTTICA

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23. De la figura indicada, concluir si la presa de concreto de peso especfico de

2,600 kg/m2 soporta o no la fuerza hidrosttica. El valor de friccin = 0.52.

Resolver los siguientes ejercicios relacionados con empuje y flotacin. 24. Una barcaza que mide 15 x 32 pies en sus lados pesa 40 longtons (1 longton =

2,240 lbs). Cul es su hundimiento a) En agua fresca, y b) En agua de mar cuyo peso especfico es de 1025.3 kg/m3?

R/ a) 2.99 pies. b) 2.92 pies. 25. Si una barcaza de 18 x 40 pies tiene un hundimiento en agua fresca de 5 pies.

Cul es su peso en logton (1 longton = 2,240 lbs)? R/Wb = 100.286 longtons. 26. Qu peso puede llevarse en un lanchn rectangular de 10 m de largo por 5 m

de ancho por 2 m de alto, si se desea una borda libre de 0.60 m (0.60 m sin hundirse)? El peso del lanchn es de 5,200 kg y se opera en aguas marinas o salinas cuyo peso especfico es de 990.00 kg/m3. R/ WL= 64,100 Kg