ASIGNACI N MEC NICA DE FLUIDOS 2P I 2015

DEPARTAMENTO DE MECANICA
MECANICA DE LOS FLUIDOS
Prof. José E. Rengel H.
TERCERA ASIGNACIÓN (04 06 2015)

1. El flujo del aliviadero mostrado en la figura se asume uniforme e
hidrostático entre las secciones 1 y 2. Si se desprecian las pérdidas,
calcule (a) V2 y (b) La fuerza del agua sobre el rebosadero por unidad de
anchura.

2. El depósito de la figura, que pesa 500 N vacío, contiene 600 L deagua a
20 ºC. Los conductos 1 y 2 tienen un diámetro de 6 cm y un caudal de
300 m3/h cada uno. ¿Cuál sería la lectura W en newtons?

3. El pequeño barco de la figura es impulsado a velocidad V0 por un chorro
de aire comprimido que sale de un orificio de 3 cm de diámetro a una
velocidad de Vs = 343 m/s. Las condiciones de salida del chorro son Ps
= 1 atm y Ts = 30 ºC. La resistencia del aire seconsidera despreciable y
la resistencia del casco es KV02 , donde K = 19 N.s2/m2 . Estime la
velocidad del barco V0 en metros por segundo.

4. El tanque con agua de la figura, descansa sobre un carro (sin fricción) y
alimenta un chorro de 4 cm de diámetro que es desviado 60° por un
deflector. Calcule la tensión sobre el cable si la altura de agua en el
tanque, H, es 3.25 m.

5. Se va a instalar labomba que se muestra en la figura para aumentar, en
20 %, el caudal que fluye en el conjunto tubo y boquilla que se muestra
en la figura. El tubo tiene un diámetro de 150 mm y la boquilla 75 mm.

6. Una tobera está unida a una tubería vertical y descarga agua a la
atmosfera como se muestra en la figura. Cuando la descarga es 0.1
m3/s, la presión manométrica en 1 es 40 Kpa. Determine la componentevertical de la fuerza que se requiere para mantener la tobera en su lugar.
La tobera pesa 200 N y el volumen de agua en la tobera es 0,0012 m3.

7. La bifurcación mostrada en la figura es conectada a la tubería principal
por medio de tres fuelles flexibles (que funcionan como resortes) en las
posiciones [1], [2] y [3] (con una constante elástica total: Kt). La
bifurcación sólo se puede mover segúnla dirección x, y se asume que

dicho movimiento se realiza sin fricción. Se pide: Calcular la velocidad u3
si el flujo en [1], [2] y [3] es totalmente uniforme. Calcular el
desplazamiento ∆x de la bifurcación respecto de la posición de equilibrio
(posición en la cual los fuelles de acople no se encuentran tensionados
lo cual ocurre para u1=u2=u3=0). Calcular la fuerza que actúa sobre labifurcación según la dirección y . Datos: P1, P2, P3, u1, u2, A1, A2, ρ = cte,
Kt.

8. Una boquilla fija, descarga un chorro de agua a una velocidad de 60 m/s
el cual empuja una paleta a una velocidad de 15 m/s en línea recta. La
paleta absorbe energía del chorro a razón de 40kW. El diámetro del
chorro es de 7,5 cm. Calcular el ángulo con el cual es desviado el chorro
de agua en su paso por la paleta, sidebido a la fricción, el agua pierde
un 19 % de su energía original a su paso por la paleta

9. El diámetro de un codo es 300 mm en la entrada y 150 mm a la salida.
El flujo es desviado 120o en un plano vertical. El eje a la entrada es
horizontal y el centro de la sección de salida está a 1.4 m por debajo del
centro de la sección de entrada. El volumen total de fluido contenido en
el codo es 0.085m3. Despreciando la fricción, calcule la magnitud y
dirección de la fuerza neta ejercida por el agua sobre el codo. El caudal
de agua es 0.23 m3/ s cuando un manómetro a la entrada del codo
indica una presión de 140 kPa.
10. Un ingeniero con pocos conocimientos de Mecánica de Fluidos ha
instalado la toma de presión estática ridículamente lejos de la toma de
estancamiento, contaminando la medidadel tubo de Pitot con las

pérdidas de carga del conducto. Si el flujo del conducto es aire a 20 ºC
y 1 atm (R = 287 N/Kg.K; µ = 1,80x10-5 Pa.s) y el fluido manométrico es
aceite rojo Merian (S = 0,827), estime el flujo másico de aire que circula
por el conducto para la lectura de 16 cm del manómetro. Suponga
tubería lisa.

11. Un chorro con velocidad V incide sobre una paleta que se mueve...