Fluidodinámica – Mecánica de los Fluidos Facultad de Ingeniería UNLP

FLUIDODINÁMICA (Ing. Industrial) - MECÁNICA DE LOS FLUIDOS (Ing. Mecánica) - 2007 TRABAJO PRÁCTICO Nro. 6: Flujo en cañerías 1) a) Qué caída de presión se produce al circular agua por un tubo circular horizontal liso D = 1``. a

razón de 1.5 l/s, a temperatura ambiente? Expresar el resultado en Pa, at y mm de columna de agua. b) Si el caudal se duplica, la caída de presión aumenta al doble? c) Cuánto aumenta el caudal si se duplica el gradiente de presión? 2) Calcular la diferencia de presión necesaria para bombear agua a temp. ambiente a través de una cañería lisa de D = 6" y L = 1000 m, a razón de 0.05, 0.1 y 0.3 m3/s. La tubería es horizontal y contiene 4 curvas a 90 o y 2 a 45 o. Calcular la potencia necesaria para mantener ese caudal. Dimensionar el conducto para 0.3 m3/s con la misma caída de presión que el primer caso a 0.05 m3/s. 3) Para un flujo de aceite de densidad 919 kg / m3 y ν = 5*10-5 m2 / s circula por un tubo de rugosidad relativa .001 y d = 8”. Se bombea con un ΔP = 2 at en un tramo de 500 m. Calcular el caudal en m3/s y lt/s. 4) En el sistema de la figura, la diferencia de presión en el medidor de placa orificio (β=0,5, bordes afilados) es de 50 mm Hg. El fluido es agua a 20 oC. Calcular la potencia que suministra la bomba, y la presión a la salida de la misma.

h = 15 m d = 2”

L = 100 m d = 2”

ΔP = 50 mm Hg

5) En un ambiente se debe colocar un ventilador con una capacidad mínima de extracción de aire de 30 m3/min. El circuito del aire consta de 50 m. de conducto rectangular de 0.2 x 0.25 m., con 3 codos a 90º. Los ventiladores centrífugos disponibles tienen las curvas de funcionamiento suministradas. Seleccionar el modelo más adecuado para el problema e indicar el caudal y el salto de presión en el punto de operación. Si el rendimiento es el 35 %, calcular la potencia consumida. 6) Los puntos A y B se encuentran separados 3 millas, a lo largo de una tubería de hierro fundido de 24 pulgadas de diámetro que transporta agua. El punto A está 30 pies más alto que el B. La presión en B es 20 psi mayor que la de A. Determine la dirección y el caudal. 7) Dos tuberías están conectadas en paralelo. Una tiene el doble de diámetro que la otra y es tres veces más larga. Suponga que f en la tubería de mayor diámetro es 0.010 y f en la de menor diámetro es 0.014. Determine qué fracción del caudal total circula por cada tubería. 8) En el diseño de sistemas de bombeo, frecuentemente se instala una línea de derivación en paralelo con la bomba, para que parte del fluido pueda recircular, como se muestra. Entonces la válvula de derivación controla el caudal del sistema. Suponga que la curva de carga contra caudal de la bomba está aproximada por , con Q en m100 100.Bh = − Q 3/s y hB en m. La línea de derivación tiene 10 cm. de diámetro. Suponga que la única pérdida de carga es la debida a la válvula, que tiene un coeficiente K = 0.2. La descarga del sistema es de 0.2 m /s. Encuentre el caudal por la bomba y la línea de derivación.

B

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9) Se debe enviar agua desde un reservorio a nivel 0 a un tanque cuyo borde superior se encuentra a 10 m. de altura. Se utilizará una cañería lisa de 2” de diámetro interior, con tres codos a 90 o y una longitud total de 100 m (figura 1). El mínimo caudal debe ser de 420 litros/min. Seleccionar una bomba de las presentadas en la figura, y justificar que se adapta a las condiciones del problema. De la potencia efectivamente transferida al fluido, determinar qué porcentaje se consume en incrementar su energía cinética, cuánto en incrementar su energía potencial, y cuánto en vencer las pérdidas del sistema.

10) Cuál debe ser en mm.c.agua la mínima presión en la salida del medidor que garantice los caudales de gas indicados para el calefón y la cocina en forma simultánea? La densidad del gases 0.67 kg/m3 y su viscosidad: 1,087 10-5 Pa.s. Longitudes equivalentes en accesorios: - Válvula macho: 100 D, T a través: 20D, T flujo lateral: 60 D., Codo a 45o: 14 D, codo a 90o: 30 D