practica

Mecánica de Fluidos

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Mecánica de Fluidos I
Guía de Ejercicios Nº3

Profesor: Juan Chamorro
Ejercicio 1) En una embotelladora de refrescos, el jarabe concentrado que se usa para
hacer el refresco tiene una viscosidad cinemática de 17 centistokes a 80 ºF. Calcule el
número de Reynolds para el flujo de 215 L/min de jarabe a través de un tubo de cobre
de 1 pulg., tipo K (Respuesta:1,06x104 )
Ejercicio 2) En la figura se muestra la sección transversal de un pasaje de enfriamiento
para un dispositivo de forma extraña. Calcule la rapidez de flujo de volumen del agua a
50 ºF que produciría un número de Reynolds de 5x105 (Respuesta: 0,75 pie3/s)

Ejercicio 3) Una sonda de baja velocidad va a ser insertada por la pared de un
conducto. Si medimos desde el exterior del conductode 6 pulg, calibre 40, ¿qué tan
lejos deberá ser insertada la sonda para que detecte la velocidad promedio si el flujo en
el conducto es laminar?. (Respuesta: 54,5 mm)
Ejercicio 4) A través de 60 m de conducto de acero de 1 pulg., calibre 80, a una
velocidad de 0,64 m/s fluye aceite crudo verticalmente hacia abajo. El aceite tiene una
gravedad específica de 0,06 y se encuentra a 0 ºC. Calculela diferencia de presión entre
la parte superior y la inferior del conducto. (Respuesta: p1 – p2 = -471 kPa)
Ejercicio 5) Agua a 80 ºF fluye desde un tanque de almacenamiento a través de 550
pies de conducto de acero de 6 pulg., calibre 40. Tomando en consideración la pérdida
de energía debido a la fricción, calcule la cabeza, h, por encima de la entrada del
conducto necesaria para produciruna rapidez de flujo de volumen de 2,50 pies3/s.
(Respuesta: 61,5 pies )

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Ejercicio 6) En una granja, se transporta agua a 60 ºF de un tanque de almacenamiento
presurizado hasta un abrevadero, mediante un conducto de acero de 1 ½ pulg, calibre
40, de 300 pies de longitud. Calcule la presión de aire requerida por encima del agua en
el tanque para producir 75gal/min de flujo. (Respuesta: 46,9 lb/pulg2 )

Ejercicio 7) Agua a 10 ºC fluye a una rapidez de 900 L/min desde el recipiente y a
través del conducto que se muestra en la figura. Calcule la presión en el punto B,
tomando en cuenta la pérdida de energía debido a la fricción y despreciando otro tipo de
pérdidas. (Respuesta: 89,9 kPa)

Ejercicio 8) Un sistema que conduce agua a 20 ºC estáconstituido por tres tuberías que
partiendo del punto A convergen al punto B. Las características de la tubería son:
Tubería
1
2
3

Longitud (m) Diámetro (pulg.) ε/D
1600
6
0,0003
1000
5
0,0004
800
4
0,0005

El caudal de agua a través del sistema es de 100 m3/h. La presión en A y en B es la
atmosférica y el nivel de A está situado a 3 m por debajo del nivel de B. Determínese el
caudal através de cada tubería y la potencia teórica de la bomba a instalar. (Respuesta:
Q1 = 43,546 m3/h, Q2 = 34,753 m3/h, Q3 = 21,701 m3/h, PA = 2,077 kwatt)

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Ejercicio 9) Determínese el menor diámetro de tubería de acero calibre 40 que debe
emplearse para trasladar agua con un caudal de 5 m3/h a lo largo de una conducción
cuya longitud total es de 1500 m si se disponede una carga de 6,5 m. La temperatura
del agua es de 20 ºC y la rugosidad de la tubería es de 4,6.10-5 m.
(Respuesta: 2½ pulgadas de diámetro nominal, acero calibre 40 )
Ejercicio 10) Una solución fertilizante líquida (s.g.= 1,10) con una viscosidad
dinámica de 2,0x10-3 Pa.s, fluye a 95 L/min a través de una manguera de plástico liso de
25 mm de diámetro. Calcule el factor de fricción através de la tubería. (Respuesta:
0,0231)
Ejercicio 11) Etilenglicol (sg = 1,10) a 77 ºF fluye alrededor de los tubos y dentro del
pasaje rectangular, tal como se muestra en la figura. Calcule la rapidez de flujo de
volumen del etilenglicol en gal/min requerida para que el flujo tenga un número de
Reynolds de 8000. Luego calcule la pérdida de energía sobre una longitud de 128 pulg.
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