U N I V E R S I D A D J O S E C A R L O S M A R I A T E G U I E s c u e l a d e I n g e n i e r í a C I V I L - M e c á n i c a & E l é c t r i c a

F I S I C A I I L i c . C a r l o s E . J o o G a r c í a

TRABAJO PRÁCTICO N° 1 – MECÁNICA DE FLUIDOS 1º Describa y explique cada procedimiento empleado, pues, aunque no obtenga el resultado correcto se evaluará el proceso y avance del ejercicio. 2º Sea lo mas detallado posible, no suponga que el docente ya sabe como se resuelve el ejercicio. 3º En su mayoría estos ejercicios requieren de un trabajo de investigación previo (sobre terminología y otros conceptos). Coloque y defina los términos y conceptos que tuvo que investigar para la resolución de los ejercicios.

ESTÁTICA DE FLUIDOS

1. Determine la ubicación “y ”del pivote fijo A de manera que justo se

abra cuando el agua está como se indica en la figura.

2. Con respecto a la figura, determine la presión en los puntos A, B, y C de la figura donde el aceite tiene densidad 0,90 g cm−3 y el agua 1,00 g cm−3.

3. La compuerta de la figura tiene una altura de 2m un ancho de 2m,

está articulada en A y apoyada en B como se indica en la figura. Si el fluido es agua de densidad ρ = 1000kgm−3 y su nivel llega hasta la mitad de la compuerta, determine las reacciones horizontales en los puntos A y B.

4. En la figura se muestra un diagrama del sistema hidráulico para la

elevación de vehículos. Un compresor de aire mantiene la presión por encima del aceite en el recipiente. ¿Cuál debe ser la presión de aire si la presión en el punto A debe ser de al menos 180lb/pulg 2 relativa?

5. En la figura se muestra una máquina lavadora de ropa. La bomba

saca fluido de la tina y la hecha al desagüe. Calcule la presión en la entrada a la bomba cuando el agua está estática (no fluye). La solución de agua jabonosa tiene una gravedad específica de 1,15.

DINÁMICA DE FLUIDOS 6. En un sistema de distribución de aire, el conducto tiene un área

cuadrada de 12 pulgadas de lado, y el aire, a 14,7 lb/pulg2 absoluta y 100ºF, tiene una velocidad promedio de 1200 pies/min. En otra sección del mismo sistema, el conducto es redondo y tiene un diámetro de 18 pulg, y la velocidad se mide en 900 pies/min. Calcule la densidad del aire en la sección redonda. Y la rapidez de flujo de peso del aire en libras por hora. A 14,7 lb/pulg2 absoluta y 100ºF, la densidad del aire es de 2,20x10-3 slug/pie3 y su peso específico es de 7,09x10-2lb/pie3. Sugerencia: deduzca la ecuación de continuidad considerando que la densidad no se mantiene constante, pero la masa si.

7. En la figura se muestra un intercambiador de calor que se utiliza para transferir calor desde el fluido que fluye dentro de un tubo interior al que fluye en el espacio comprendido entre la parte exterior del tubo y la parte interior del casco cuadrado que rodea al tubo. Este dispositivo se conoce, a menudo, como intercambiador de calor de casco y tubo. Calcule la rapidez de flujo de volumen en gal/min que produciría una velocidad de 8,0 pies/s, tanto dentro

“Las personas no son recordadas por el número de veces que fracasan, si no por el número de veces que tienen éxtito“ T.A.

Edison

del tubo como en el casco.

8. En la figura se muestra un sifón que se utiliza para sacar agua de

una alberca. El conducto que conforma el sifón tiene un diámetro interior de 40 mm y termina con una boquilla de 25mm de diámetro. Suponiendo que no hay pérdidas de energía en el sistema, calcule la rapidez de flujo de volumen Q a través del sifón y la presión en los puntos B, C, D, y E.

9. El medidor de venturi mostrado en la figura lleva agua a 60ºC. la

gravedad específica del fluido manométrico del medidor de presión es de 1,25. Calcule la velocidad de flujo en la sección A y la rapidez de flujo de volumen del agua.

10. Utilizando un sistema parecido al que se muestra en la figura,

calcule la presión de aire requerida por encima del agua para hacer que el chorro suba 40,0 pies desde la boquilla. La

profundidad, h, es de 6,0 pies.

11. En la figura se presenta un sistema en el cual el agua fluye de u

tanque a través de un sistema de conductos que tiene varios tamaños y elevaciones. Para los puntos A a G, calcule las cabezas de elevación, de presión, de velocidad y total.