Capitulo 1 Listo

PROBLEMAS UNIDAD 1

1.1 Atreves de un tubo de 150mm de diámetro fluyen 124 l/s de agua con una temperatura de 15 0C. Calcule el numero de Reynolds y establezca si el flujo es laminar o turbulento.
D = 150mm → 0.15 m
Q = 124 l/s
T = 15 0C




1.2. Para la tubería del problema anterior ¿cuál sería el caudal límite para flujo laminar? Mediante este resultado. Expliqueporque es tan difícil encontrar fluidos laminares cuando el fluido en un sistema de tuberías de agua.
Re= 2000
D=0.15 m
Re V==  V=0.0015213m/s
Qlim= V.A = 0.015213
Qlim= 0.000268835
*Es muy difícil encontrar flujos laminares debido a os diferentes gastos, se presentan en el interior de la tubería; provocado por la presión con la quefluye el liquido.

1.3. ¿cal seria el numero de Reynolds si el fluido del problema 1.1 fuera petróleo crudo pesado con un ρ= 0.83 g/cm3 y µ0.8 Pa.s?
Ø= 0.15m
Q= 0.124 m3/s
ρ= 830 kg/m3
µ= 0.8Pa.s = n.s/m2 ð=µ/ρ = = 0.000963855 m2/s
V=7.01715m/s
Re== 1092.044447 ≈ 1092

1.4. Atreves de un tubo de 200 mm de diámetro fluyen 170 l/s de agua con una temperatura de 20°C. Calcule elnumero de Reynolds y establezca si el flujo es laminar o turbulento.
Ø= 200mm= o.2 m
Q= 0.17 m3/s
T=20°C v=
ð= 1.007x10-6 m2/s
Re= = 1074736.842 FLUJO TURBULENTO

1.5. Si en la tubería del problema anterior el número de Reynolds es 1x106 ¿Cuál es la velocidad media del flujo en la tubería? El flujo es agua a una temperatura de 20°C.
Re=1x106=1000000
V= ?
ð= 1.007x10-6m2/s
Re= V= = = 5.035 m/s

1.6. ¿a qué altura del fondo de un canal se debe medir la velocidad de tal manera que esta sea igual a la velocidad media del flujo en la sección transversal? Se supone que el canal es muy ancho, con una profundidad y que el flujo es hidráulicamente rugoso. ¿Eso cambiara este resultado si el flujo fuera hidráulicamenteliso?
 =  ln + 8.48  =  ln + 5.47
El resultado si cambiará, puesto que el flujo hidráulicamente rugoso. El flujo de las pérdidas de energía está en función de la rugosidad relativa de la tubería.
Y el flujo hidráulicamente liso, las perdidas de energía dependen de las propiedades dl fluido y la característica del flujo.
1.7. En una canal muy ancho con unaprofundidad de flujo de 2.2m se tiene una velocidad media de 1.85 m/s. si el flujo es hidráulicamente liso ¿Cuál será la velocidad máxima en la superficie del agua? ¿Si el flujo fuese hidráulicamente rugoso, cambiara este resultado?
Y= 2.2  = 
Vm= 1.85m/s V*= = = 0.0012108559 m/s
Ѵ=1.792x10-6 m2/s
 =  ln + 5.4Vx=
Vx= 0.02873 m/s

1.8 Demuestra la ecuación 1.23
=2 = 2

= 2

1.9. A través de una tubería de 200mm de diámetro fluye un aceite con ρ=900kg/m3 y v=2x10-4m2/s. si el numero de Reynolds del flujo es de 1800, calcule (a) la velocidad media del flujo, (b) la velocidad máxima del flujo, (c)el perfil de velocidades, (d) el esfuerzo cortante en la pared (t0) (e) la velocidaddel corte (v0) dibuje el perfil de velocidades.
 =
Re= Vm=  = 1.8m/s
a) 1.8m/s
V = Vmax Vmax= 3.6 b)
Ѵ= µ=ρѵ= 2(2x10-4m2/s)(900kg/2)= 0.18N.S/m2 c)
to=µ =0.18 10.31324 N/m2 d)
V*= =  = 0.10705m/s e)
1.10. Demuestre la ecuación 1.24
 =

1.11. A través de una tubería de 300 mm dediámetro fluye agua a 15°C. La tubería es de pvc con un Ks de 0.0015mm (rugosidad absoluta). Si el caudal es de 120l/s, calcule (a) la velocidad media, (b) la velocidad máxima del flujo, (c) el perfil de velocidades, (d) la velocidad de corte y el esfuerzo corte.
Ø=300mm= 0.3 m
Q=142 l/s= 0.142 m3/s
µ= 1.308x10-3 = n.s/m2
T=15°C v= =...