Capitulo 2 Listo

PROBLEMAS UNIDAD 2
Para los siguientes problemas, los diámetros nominales comerciales de las tuberías se pueden suponer como los diámetros reales. La base de diámetros es: 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 720 mm. A no ser que se especifique un fluido diferente, se debe trabajar con agua a 15° C. con las siguientes características:
ρ= 999.1 Kg/m3
μ= 1.14x10-3 Pa.s
∂=1.141x10-6 m2/s

2.1 Calcule el caudal de agua que fluye a través de una tubería de PVC k=0.00015 mm. Desde un tanque de almacenamiento hasta un tanque floculador. La tubería tiene una longitud de 430 m y un diámetro de 200 mm. La diferencia de elevación entre los tanques es de 37.2 m. la tubería tiene accesorio que producen un coeficiente global de perdidas menores de 7.9

Datos
ρ=999.1 Kg/m3 Hf= 37.2m
μ=1.14x10-3 Pa.s Km=77.2 m
∂= 1.141x10-6 m2.s Q=?
Ks= 0.0015 mm= 1.5x10-6 m
l=430 m
Ø= 200 mm.= 0.20 m
∑hm= ∑km = 7.9 = 28.28 m
∑hm=8.92 m Hf=hf-hm=37.2m- 8.92m
V=
V=
Q=VA= 4.5914 m/s= 0.144266 m3/s= 144.266 l/s

2.2 Resuelva el problema 2.1 si la longitud de la tubería disminuye a 212 m y el material se cambia a hierrogalvanizado (ks=0.15mm.) el diámetro sigue siendo 200mm.
Datos
Hf=37.5m hf= 28.8 m
Km=7.8 m Q=?
∂= 1.141x10-6 m2.s
Ks= 0.15 mm= 1.5x10-4 m
l=212 m
Ø= 200 mm.= 0.20 m
V=
V=
Q=VA= 5.40778 m/s= 0.169891 m3/s= 169.891 l/s




2.3 Resuelva el problema 2.1 si la longitud de la tubería aumenta a 650 m y el material se cambia a hierro galvanizado(Ks=0.15 mm). El diámetro sigue siendo 200mm.
V=
V=
Q=VA= 3.0232 m/s= 0.094977 m3/s= 94.977 l/s

2.4 Resuelva el problema 2.1 si la longitude de la tuberia aumenta a 650 m y el material se cambia a concreto (Ks=0.3mm). el diámetro sigue siendo 200 mm. Compare los resultados obtenidos con los resultados de los tres problemas anteriores.
V=
V=
Q=VA= 2.79936 m/s= 0.087944 m3/s= 87.944 l/s
Comparación deresultados
2.1 Q=144.266 l/s, V=4.59214 m/s
2.2 Q=169.891 l/s, V=5.4078 m/s
2.3 Q=94.977 l/s, V=3.0232 m/s
2.4 Q=87.944 l/s, V=2.79936 m/s





2.5 una tubería de acero de 15 cm de diámetro y rugosidad absoluta de 0.3 mm conecta un tanque elevado con una piscina. El tanque produce una altura de 12 m por encima de la piscina, en donde el flujo sale como un chorro libre, es decir, a presiónatmosférica. La longitud total de la tubería es de 126 m y tiene un coeficiente global de perdidas menores de 9.6. calcule el caudal de agua que fluye por la tubería.

Datos
Hf=12m hf= 4.1m
Km=9.6 m Q=?
∂= 1.141x10-6 m2.s
Ks= 0.3 mm= 3x10-4 m
l=126 m
Ø= 15 cm= 0.15 m
V=
V=
Q=VA= 1.99306 m/s= 0.035522 m3/s=35.22 l/s

2.6 Resuelve el problema 2.5 si el flujo es queroseno con las siguientes características físicas:
ρ=804 Kg/m3
μ=1.92x10-3 Pa.s
∂= 2.388x10-6 m2/s
Datos
Hf=12m hf= 4.1m
Km=7.9 m Q=?
∂= 2.388x10-6 m2.s
Ks= 0.3 mm= 3x10-4 m
l=126 m
Ø= 15 cm= 0.15 m
V=
V=
Q=VA= 1.96454 m/s= 0.034716 m3/s= 34.716l/s

2.7 Resuelve el problema 2.5 si el flujo es agua a 80°C con las siguientes características físicas:
ρ=971.8 Kg/m3
μ=3.54x10-4 Pa.s
∂= 0.364x10-6 m2/s
V=
V=
Q=VA= 2.0125 m/s= 0.035564 m3/s= 35.564 l/s
2.8 A través de una tubería de PVC (Ks=0.0015 mm) de 250 mm de diámetro fluye un caudal de 237 l/s. calcule el factor de fricción f utilizando el método de iteración de un punto. Haga una graficadel proceso de convergencia.
Datos
Q=237 l/s=0.237 m3/s ρ=999.1 Kg/m3
f=? ∂=1.141x10-6m2/s
μ= 1.14x10-6 Pa.s
Ks= 0.0015 mm= 1.5x10-4 m
l=126 m
Ø= 250 mm= 0.25 m
Re= =
= =0.000006=6x10-6
f= =0.01207

2.9 Resuelva el problema 2.8 si la tubería es de hierro fundido con una rugosidad absoluta de 0.26mm. Compare los resultados de los dos problemas. ¿Qué conclusión...