Fluidos

PROBLEMAS RESUELTOS

FLUJO COMUN CONTINUO
PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

1-I) Un cilindro sólido A de masa 2.5 Kg. Se desliza hacia abajo dentro de un tubo, como se muestra en la figura. El cilindro es perfectamente concéntrico con la línea central del tubo, con una película de aceite entre el cilindro y la superficie interna del tubo. El coeficiente de viscosidad del aceite es de . ¿Cuálserá la velocidad terminal del cilindro, es decir, la velocidad constante al final del cilindro?

Solución.












En la ecuación anterior el valor de v se tomara como la velocidad terminal vT.

Donde: w = Peso del cilindro.
D = Diámetro del cilindro
L = La longitud del cilindro



2-I) Un cuerpo que pesa 90 Lb y que tiene una superficie plana de 2 pie2 seresbala sobre un plano lubricado, el cual forma un ángulo de 300 con la horizontal. Para una viscosidad de y una velocidad del cuerpo de 3 , determinar el espesor de la película lubricante.

Solución.









h = Espesor del lubricante e.




3-I) En la figura, un eje roda dentro de una camisa concéntrica de 1200 rpm. La luz e espequeña con respecto al radio R, de tal manera que se puede suponer una distribución lineal de velocidad en el lubricante. ¿Cuáles son los requerimientos de potencia para rotar el eje?






Solución.







Potencia: P = T Donde T = Momento torsos.
= Velocidad angular del eje.



Donde: pL = Área del eje en contacto con lubricante.



Potenciarequerida:




4-I)
Una masa de aire tiene una presión de 0.8 absolutos a una temperatura de 5 0C. ¿Cuál es su densidad?

Solución. Las condiciones del problema son:





El peso específico del aire será:


Hallamos ahora la densidad en el sistema internacional





5-I) Si al término de un análisis en peso de una mezcla de arena-agua se obtiene que laspartes esta constituida de arena y de agua. Determinar cual es la densidad de la mezcla aceptando que la densidad de la arena es y la densidad del agua es .

Solución. La densidad de la mezcla se puede calcular mediante la siguiente expresión:


(a)

El volumen de arena se puede calcular a partir del peso total:
(b)

Igualmente se puede calcular el volumen de agua:(c)

Reemplazando (b) y (c) en (a) se tiene que:





6-I) Con referencia a la figura las áreas del pistón A y del cilindro B son, respectivamente, de 40 y 4000 Kg. Los depósitos y las conducciones de conexión están llenos de aceite de densidad relativa 0.750. ¿Cuál es la fuerza P necesaria para mantener el equilibrio si se desprecia el peso de A?

Solución. Se determina primerola presión que actúa sobre A. Como XL y XR están en el mismo nivel en la misma masa de líquido, se tiene.

Presión en XL en = presión en XR en
O presión bajo A + presión debida a los 5 m de aceite
Sustituyendo
y
Fuerza P = presión uniforme x área =



7-I) El aceite de densidad relativa 0.750 esta fluyendo a través de la boquilla mostrada en la figura y desequilibrala columna de mercurio del manómetro en U. Determinar el valor de h si la presión en A es de 1.40 .

Solución.
Presión en B = Presión en C

Utilizando como unidad





Otro método es utilizar como unidad la altura de presión en m de agua,

Altura de presión en B = Altura de presión en C















8-I) Determínese la viscosidad delfluido entre el eje y la camisa de la figura.

Solución.

















Haciendo la respectiva transformación:






9-I) Una placa grande se mueve con una velocidad V0 por encima de una placa estacionaria sobre una capa de aceite. Si el perfil de velocidades es parabólico, y el aceite en contacto con la placa tiene la misma velocidad...