EXMEN FINAL DE MECNICA DE FLUIDOS (INGENIERA QUMICA) 30-01-2006

Nombre:_____________________________________________DNI______________

Parte correspondiente al primer parcial Teora: Fuerza sobre una superficie plana sumergida. Centro de presiones. (25 puntos) Problema 1. Una mquina toma aire, en rgimen estacionario, a travs de la seccin 1 y lo descarga por las secciones 2 y 3. Las propiedades en cada seccin son las que se indican en la tabla adjunta. La mquina comunica al aire una potencia de 200 kw. Determine el caudal de entrada y la potencia calorfica desarrollada en la mquina explicando su signo. Suponer que el aire es un gas perfecto: R=8,314 J/mol/K; M= 29 g/mol, cp=1,0 kJ/kg/K

Seccin rea (m2)

Caudal (m3/s)

Temperatura (C)

Presin(MPa)

Altura (m)

1 0,04 ? 20 0,15 0,5 2 0,10 1,0 40 0,25 1,0 3 0,03 1,5 80 0,20 0,5

(30 puntos)

Problema 2. Una pieza de madera de densidad relativa 0,651 es de seccin cuadrada de 80 mm de lado y longitud 1,5 m. Cuntos kilogramos de plomo de peso especfico 110 kN/m3, deben unirse a uno de los extremos del listn de madera para que flote verticalmente con 0,3 m fuera del agua? (15 puntos) . Problema 3. Un gran depsito se descarga a la atmsfera, a travs de un conducto de dimetro 15 cm. El chorro de agua que sale del depsito, incide sobre un labe que dispone de ruedas que le permiten deslizarse. Despreciando los efectos de la gravedad y suponiendo que las prdidas equivalen a 2 m, hallar: a) la fuerza que se ha de aplicar al labe para mantenerlo en reposo.

b) la fuerza que se requiere para mantener el labe en movimiento con velocidad constante hacia la derecha, de 10 m/s. c) la fuerza que se requiere para mantener el labe en movimiento con velocidad constante hacia la izquierda, de 10 m/s. (30 puntos)

EXMEN FINAL DE MECNICA DE FLUIDOS (INGENIERA QUMICA) 30-01-2006 Parte correspondiente al segundo parcial

Nombre:_____________________________________________DNI______________ Teora: Flujo en conductos circulares. Ecuacin general de las prdidas primarias.

(20 puntos) Problema 1.- Una tubera de acero soldado oxidado, de 2 km de longitud, se utiliza para transportar aceite de densidad relativa 0,75 y viscosidad cinemtica 0,95x10-5 m2/s, de un depsito a otro. La diferencia de cotas entre las superficies libres de los dos depsitos es de 60 m. a.- Qu dimetro debe tener la tubera para transportar un caudal exacto de 2 m3/s? b.- Qu dimetro comercial hay que escoger si la tolerancia en el caudal es del 10 %? c.- Con el dimetro escogido en el apartado anterior, y suponiendo que se coloca una vlvula de retencin de charnela, con un ngulo de 35, qu caudal circular por la conduccin? Dimetros comerciales (en mm) para la tubera de acero soldado oxidado: 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 700, 750, 800, 900, 1000, 1200. (30 puntos) Problema 2.- Hallar el caudal que circula por la red de tuberas en serie representada en la figura. El fluido es agua a 17C (densidad = 998,7 kg/m3; viscosidad cinemtica = 1,1x10-6 m2/s). Las tuberas 1 y 3 son idnticas, de latn industrial, longitud 50 m y dimetro 0,5 m. La tubera 2 es de acero laminado nuevo, longitud 40 m y dimetro 0,25 m. Se sabe, adems, que: A: salida suave de depsito (r/D=0.08) B: contraccin suave (=120) C: ensanchamiento suave (=25) D: ensanchamiento brusco (=180) (30 puntos) Problema 3. Dos depsitos grandes, abiertos a la atmsfera, se conectan como se muestra en la figura. Sabiendo que la potencia de la bomba es de 6 kW determine: a.- el caudal circulante. b.- la presin absoluta en el punto A de la tubera. c.- la presin absoluta en el punto A del depsito.

Las longitudes y los dimetros de las tuberas se muestran en la figura. En el tramo de tubera 1 hay una prdida de carga equivalente a 20x(v12/2g). y en el tramo de tubera 2 la tensin de friccin entre el lquido y las paredes es de 15 N/m2.

(20 puntos)