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8/2/2019 Probs de examen

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Primer Examen Parcial (60%)Mecnica de fluidos

Prof. Dr. Salvador Vargas Daz

Prob. Un fluido fluye como se muestra en la figura, elcual tiene una viscosidad dinmica de 0.0001 lb f - s/ft 2 yuna densidad relativa de 0.913. Calcular el gradiente develocidades y el esfuerzo cortante en y = 0, 1, 2 y 3pulgadas a partir de la superficie slida, asumiendo (a)que la distribucin de velocidades es una lnea recta, esdecir, u = 15y. (b) la distribucin de velocidades tieneun perfil parablico, el cual tiene su vrtice en A y supunto de origen en B, u = 45 -5 (3-y) 2.

Prob. Una placa se mueve con una velocidad v o sobre una pelcula de aceite, como se muestra enla figura. Si el perfil de velocidades es parablico(v = vo (y/d)

(1/2) Cul es el esfuerzo cortantesobre la placa que se est moviendo? Si seasume un perfil lineal (v = v o (y/d), Cul es elesfuerzo cortante sobre la placa mvil?

Prob. Un pistn que pesa 12 lb f se desliza por una tubera lubricada,como se muestra en la figura. El espacio entre el pistn y la tubera

es de 0.001 pulgadas. Si el pistn sufre una desaceleracin de 2.1ft/s, cuando la velocidad es de 21 ft/s, Cul es la viscosidad dellubricante?

Un pistn se est moviendo dentro de un cilindro a unavelocidad de 19 ft/s, como se muestra en la figura. La pelculade aceite que separa el cilindro del pistn tiene unaviscosidad dinmica de 0.020 lb f s/ft 2. Qu fuerza serequiere para mantener este movimiento?

Un flujo de aire a 20oC forma una capa lmite cerca a unapared slida, en la cual el perfil de velocidades es de formasinusoidal, v = v max sen ( y/2 ), como se observa en la figura.

Perfil de velocidades

vmax

Perfil develocidad


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El espesor de la capa lmite ( ) es de 7 mm y la velocidad mxima es de 9 m/s. Calcular el esfuerzocortante en la capa lmite en y = 0, 3.5 y 7 mm.


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Prob. Un tubo de vidrio, como se muestra en la figura, se usa paramedir la presin P 1 en un tanque de agua. El dimetro del tubo es de1 mm y el agua est a 30 oC (0.712 Kg/m). Se sabe que debido a losefectos de tensin superficial, existe una altura (h), Cul ser laverdadera altura (y) debido a la presin en el tanque?

Desarrollar una frmula para el incremento de altura debido a la capilaridadentre dos tubos concntricos de radio r o y r i y, un ngulo de contacto , verla figura. Nota hacer suma de fuerzas del peso del fluido y la fuerzas decapilaridad.


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Un manmetro diferencial se usa para medir la diferencia de presiones entre dos punto (A y B) enuna tubera como se muestra en la figura, s.g. = densidad relativa. Expresar su respuesta en lb f /ft

2,PSI y N/m 2.

Un manmetro diferencial se usa paramedir la diferencia de presiones entre dospunto (A y B) en una tubera como semuestra en la figura, s.g. = densidadrelativa. Expresar su respuesta en lb f /ft

2, PSIy N/m 2.

Para la configuracin que se muestra en la figura, calcular el peso del pistn si la presin en elmanmetro es de 70 kPa, s. g. =densidad relativa.


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Prob. A una profundidad de 7 km en el ocano, la presin es de 71.6 MPa. Asumir que el pesoespecfico en la superficie es de 10.05 kN/m3 y que el mdulo de compresibilidad promedio es de2.34 GPa, para ese rango de presiones. Hallar (a) el cambio en volumen especifico entre lasuperficie y 7 km; (b) el volumen especifico a 7 km; (c) el peso especfico a 7 km.

Prob. Un tanque cilndrico contiene aceite (A) y agua (B)sujeto a una presin del aire variable; la dimensiones que semuestran en la figura corresponden a una presin de unaatmosfera. Si se agrega aire lentamente por medio de unabomba para incrementar la presin p hasta 1 MPa depresin manomtrica, Cul ser el desplazamiento de lasuperficie del aire-aceite? Los mdulos de decompresibilidad del agua y del aceite son 2075 MPa y 2050MPa, respectivamente. Asumir que el volumen delrecipiente no cambia y despreciar las presioneshidrostticas.

agua

aceite

aire

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