Problemario fluidos 2

Dedicado a mis nietas Isabel y Verónica

PROBLEMAS DE MECANICA DE LOS FLUIDOS

FLUJO DE LOS FLUIDOS REALES

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__________________AGRADECIMIENTO
Quiero expresar mi más sincero agradecimiento al profesor Julián Aguirre Pe, quien con dedicación y detenimiento leyó los manuscritos haciendo las correcciones necesarias con el fin de obtener una mejor claridad en la explicación de los problemas. A la profesora Alix T. Moncada M., quien con entusiasmo y esmero, colaboró ampliamente en la realización de los gráficos, haciendo lassugerencias necesarias para su mejoramiento. Ellos dispusieron de gran parte de su tiempo libre, para que este trabajo fuera realizado satisfactoriamente en el tiempo previsto. Agradezco también a Mildred Pérez, por su dedicación y colaboración prestada de una u otra forma y en todo momento en que se hizo necesaria su ayuda.

Lionel

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FLUJO DE LOS FLUIDOSREALES

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INDICE

Capítulo 1 Flujo de fluidos reales. Capítulo 2 Flujo permanente en conductos cerrados. Capítulo 3Principio de energía y cantidad de movimiento aplicado al flujo en canales. Capítulo 4 Flujo uniforme en canales abiertos. Capítulo 5 Flujo gradualmente variado. Capítulo 6 Flujo de un fluido ideal.

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FLUJO DE LOS FLUIDOS REALES

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Capítulo 1 FLUJO DE FLUIDOS REALES

Problema F.II-1.01 El aire a 20º C (ν = 1.6 x 10-5 m2/s) con una presión absoluta de 1.00 kg/cm2 fluye a lo largo de una placa con una velocidad de 108.00 km/h. ¿Quélongitud debe tener la placa para obtener un espesor de la capa límite de 7.40 mm?

Determinación de la longitud de la placa x. Considerando como hipótesis que el flujo en la placa es turbulento (RX > 5 x 105), tendremos entonces:  0.37  x R X1 / 5  0.37  x  U x 1 / 5     
5/ 4





 U   0.37   

1/ 5



x x1/ 5

 x

4/5

 U    0.37   

1/ 5  U x  0.37      

1/ 5

   

    x   0.37 

5/ 4

U   

1/ 4

 0.0074   x   0.37 

5/ 4

 108 x 1000     3600   1.6 x 10 5     

1/ 4

x = 0.2783 m Determinación del número de Reynolds de la placa.

RX 

Ux 

 108 x 1000    0.2783  3600   RX   R X  5.22 x 10 5 5 1.6 x 10

como RX = 5.22 x 105 > 5 x105, entonces el flujo es turbulento y la hipótesis es cierta.

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FLUJO DE LOS FLUIDOS REALES

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Problema F.II-1.02

u  y  y Utilizando un perfil de velocidades dado por  3    2  , determinar: U   La ecuación de crecimiento de la capa límite laminar. a) b) La tensión de cortadura. La relación entre el espesor desplazado 1 y  . c)

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Determinación de la ecuación de crecimiento de la capa límite laminar.

El esfuerzo cortante en la placa es:
...