Universidad central del ecuadorFacultad de ingenieria, ciencias fisicas

y matematicaEscuela de ingenieria civil

Hidraulica ii

Deber n 1

Nombre: jacome quitiaquez ivan david curso: 4 paralelo:3

Tema: Propiedades de los Fluidos

1. Una placa, que dista 0.5 mm de otra fija, se mueve a una velocidad de 30 cm/seg, requiriéndose para mantener esta velocidad una fuerza por unidad de área de 0.2 kg/m2. Determinar la viscosidad del fluido que ocupa el espacio entre las dos placas en unidades técnicas.

DATOSY= 0.5X10-3mv = 30x10-2 m/sT = 0.2 kg/m2

u =?

Fórmula T= u (dv/ dy )

u= T/( dv/ dy)u= 30x10-2 m/s / 0.5X10-3m)u= 3.3x10-4 kg* s/m2

1poises= 0.01019 kg* s/m2

u= (3.3x10-4 kg* s/m2) /0.01019u= 0.0324 poises

Desarrollo:

2. Un cilindro de acero mide 30cm de largo y 2.5 cm de diámetro. Cae debido a su propio peso a una velocidad uniforme de 15 cm/seg por el interior de un tubo de diámetro ligeramente mayor. Entre el cilindro y el tubo hay una película de aceite de espesor constante. Determinar la holgura entre el tubo y el cilindro. La temperatura es 36 C.Datos L= 0.3mØ=0.025mv = 0.15 m/sδ ac=0.88 g/cm3

u ac= 0.391 kg* s/m2

δacero=7850 kg/m3

Fórmula: T= u (dv/ dy )

m acero= δacero* Vacerom acero= 7850 * 1.47x10-4

m acero= 1.16 kgF= m*gF= 1.16*9.81F= 11.34 N

Desarrollo:

hdA ..

A= 4.91*10-4 m2

V = (

d2/4*LV=

V = 1.47x10-4 m3

𝑦=0.391∗ 4.91𝑥10−4∗0.1511.34

m

3. a) Con qué velocidad limite se elevara una burbuja de aire de 1mm de diámetro en un liquido cuya viscosidad es de 150centipoisses y su densidad 0.90 g/cm3?

Datos Ø=0.01cmv = ?δ re=0.9 g/cm3

u = 150x10-2

poisesδaire=0.001299 g/m3

g= 981cm/s2

Fórmula

𝑣=2𝑔(δ 𝑠−δ 𝑓 )

9𝑢∗ r2

𝑣=2(981)(0.9−0.00129)9 (150 x10−2)

∗0.0052

𝑣=3.27 𝑥10− 3𝑐𝑚 /𝑠

Desarrollo:

b) Cual es la velocidad limite de la misma burbuja en el agua, si su viscosidad es 1cenipoises? (densidad del aire=0.00129 g/cm3)

𝑣=2𝑔(δ 𝑠−δ 𝑓 )

9𝑢∗ r2

𝑣=2(981)(0.9−0.00129)

9∗10−2 ∗0.0052

𝑣=4.9∗10−1𝑐𝑚/ 𝑠

4. Un cilindro solido A de masa 2.5 kg se desliza hacia abajo dentro de un tubo, como se muestra en la figura 1. El cilindro es perfectamente concéntrico con la línea central del tubo con una película de aceite entre el cilindro y la superficie interna del tubo figura No 2. El coeficiente de viscosidad del aceite es 7x10 -3 N seg/m2. Cuál es la velocidad terminal Vt del cilindro, es decir la velocidad constante final del cilindro? Ignore los efectos de presión de aire.

Datos m=2.5kgd=0.0738mu = 7x10-3 N s/m2

L=0.15 m

Espesor del lubricanteY =D – dY= (74-73.8)x10- 3

Y= 0.2x10- 3 m

F= m*gF= 2.5 *9.81F= 24.53 N

A= A= (73.8x10 -3 )* 150x10-3

A= 0.035 m2

Desarrollo:Formula

T= u (dv/ dy )

v=24.53∗0.002

0.035∗7𝑥 10− 3

v=200.24m /s

5. Se debe mover un bloque de 50cm x30cmx20cm 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.

𝝨fx= 0Fcos20 –fr-150sen20=01) Fcos20 – u*N =51.303𝝨fy= 02)N -150cos20-Fsen20=02) en 1)Fcos20= 51.303+0.27 (Fsen20+140.954)0.94F-0.092F= 51.303+38.058F= 105.13 N

Hacemos sumatoria de fuerzas

b) Si se aplica una película de aceite de 0.4mm 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.

Y= 0.4x10-3 mu = 0.012 (N/m2) *s

Porcentaje=?Fx= 105.13cos20Fx= 98.79 NA=50*20*10-4

A=0.1 m2

Formula F/A= u (dv/ dy )

F= F= 2.40 N

CALCULO DEL PORCENTAJE98.79 N 100%⧴2.40 N X= (2.4*100)/98.79⧴X=2.42%

6. En un viscosímetro de bola que cae se permite que una bola de acero de 1.6mm de diámetro caiga libremente en un aceite pesado, cuya gravedad especifica es de 0.94.El acero tiene un peso específico de 77kN/m3. Si se observa que la bola cae 250 mm en 10.4 s. Calcular la viscosidad del aceite (u)

DatosD= 1.6 mmg aceite= 0.94

d = 250mmt= 10.4su=? 

Formula

Desarrollo:

 

)

7. Para que salgan de un viscosímetro de Saybolt 60 cm3 de un liquido por un orificio de 0.483 pulgadas de longitud y 0.0695 pulgadas de diámetro, el tiempo de salida de un aceite de densidad relativa 0.92 es 132 seg. Calcular la viscosidad del aceite en centipoises.

Datos V=60 cm3

L=0.483 pulgadasu =? D=0.0695 pulgadas relativa 0.92t=132 seg

 

DESARROLLO:

Formula

USS

8.-Se usa un viscosímetro de tubo capilar va a unirse para medir la viscosidad de un aceite, cuya gravedad específica de 0.90. Se establecen los siguientes datos: Diámetro interior del tubo 0.100 pulgadas Longitud entre las tomas del manómetro 12.00 pulgadasFluido del manómetro mercurio Deflexión del manómetro 7.00 pulgadas,Velocidad del flujo 4.82 pies/s. Determinar la viscosidad del aceite.