Ejercicios de perdidas de energia

AYUDANTIA n°6
OPERACIONES UNITARIAS I
20 DICIEMBRE 2011
Profesora : Ximena Palleres
Ayudante : Bárbara Veliz
ECUACION DE ENERGIA MECANICA Y PERDIDAS DE CARGAS

1. Decidir si los siguientes flujos son laminar o turbulento:
a) Agua de densidad 1 gr/cm3 y viscosidad 1 cp, fluyendo por una tubería de 5 cm de diámetro a una velocidad de 10 m/s.
b) Liquido con S=0.8 y viscosidad 1.3 cp,fluyendo por una tubería de 4 pulgadas, a razón de 5000 lb/hr.
c) Agua a 18°C fluyendo a razón de 2.9 m3/hr por una tubería de 2 pulgada DN, acero comercial, cedula 40.
d) Crudo de petróleo de densidad 49.5 lb/pie3 y viscosidad 4 cp, fluyendo por una tubería de 1 pulgada y una viscosidad de 1.8 pie/seg.

2. Por una cañería horizontal de acero comercial de 2” de DN cedula 40 circula agua a 25°C arazón de 3000 lb/hr. Si la longitud de la cañería es de 30 m, calcular:
a) el número de Reynolds
b) El factor de fricción
c) La diferencia de presión entre los extremos.

3. Se muestra en la figura una configuración que se utiliza para determinar la perdida de energía debido a cierto tipo de aparato. La entrada es un ducto de 2” calibre 40 y la salida es un ducto de 4” calibre 40. Calcule laperdida de energía entre los punto A y B, si esta fluyendo agua hacia arriba a 0.20 pie3/s. el fluido manométrico es mercurio (S=13.54). (R: 15.7 pies)
[pic]
4. En la figura se presenta una configuración para determinar la perdida de energía mientras fluye agua por una válvula. Calcule la perdida de energía si esta fluyendo a 0.10 pie/s de agua a 40°F. Calcule además el valor del coeficiente K.[pic]
5. ¿Qué diámetro de tubería debe seleccionarse para transportar 0.002 m2/s de agua a 20°C a lo largo de una longitud de 400 m de modo que la perdida de carga no exceda de 30m? la rugosidad ( = 1.5x10-6. (Suponga tubería lisa)

6. Se tiene que transportar aire en condiciones estándar a través de 500 m de un ducto rectangular horizontal liso de 30 x 20 cm2 con una velocidad de 0.24m3/s. Calcule la caída de presión.

7. Se bombea agua a 20°C con caudal constante de 0.141 m3/min desde un gran depósito situado en el suelo, hasta la parte superior de una torre experimental de adsorción, abierta a la atmosfera. El punto de descarga está situado a 45 m sobre el suelo y las perdidas por fricción en la tubería de 2”, que va desde el depósito hasta la torre son de 0.24 Kgf m /Kg.Calcular la altura a que debe mantenerse el nivel del agua en el depósito, si la bomba puede desarrollar solo una potencia de 1/8 HP.

8. Una bomba succiona agua de un deposito de almacenamiento por medio de una tubería de 3” DN cedula 40. La velocidad en esta cañería es de 1m/s. La bomba descarga por medio de un ducto de 2” DN cedula 40 de acero comercial, en un estanque de almacenamiento. Lasperdidas por fricción en la totalidad del sistema son equivalentes a 3m ¡Cual es la potencia de la bomba, si el nivel entre los estanques es de 8m?

9. a 140°F es bombeado desde el fondo de la columna de fraccionamiento al estanque de almacenamiento. La tubería es de acero comercial de 2” calibre 40. La línea recta contiene 300 pies de tubería recta, 1 válvula de globo convencional, sin obstruccióncon asiento plano, totalmente abierta, 15 codos de 90° convencionales y 3 tees convencionales para flujo transversal recto.
La densidad del fluido es de 51.6 lb/pie3 y la viscosidad es de 0.82 cp. Si el flujo es de 30 gal/min.
a) ¿Cuáles son las pérdidas de energía?
b) ¿Qué potencia teórica debe tener la bomba?
10. Agua a 38°C fluye entre A y B a través de 250 m de tubería de fundición(( = 0.006) de 30 cm de diámetro interior. El punto B esta 10 m por encima de A y la presión en B deben mantenerse a 1.4 Kgf/cm2. Entre ambos puntos hay una válvula de globo convencional sin obstrucción, 2 codos de 90° y dos codos de 45°, todos convencionales. Si por la tubería circulan 220 L/seg. ¿Qué presión hade existir en A?.

11. Una tubería vieja de 60 cm de diámetro interior y 1200m de...