Problemas De Flujo De Fluidos

Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas
ESIQIE
FLUJO DE FLUIDOS
PROBLEMAS
ALUMNOS:
Balanzar Flores Teodoro Alberto
Hernández Ortega Alejandra
López Rodríguez Marisol Ángela
Orea Perea Tania Rebeca
Ramírez Ayón Adanelhy
Sánchez Ramírez Gabriela Monserrat
GRUPO 2IM59
Profesor: José Javier Castro Arellano.
SEMESTRE: ENERO-JUNIO2013

Hernández Ortega Alejandra

1.- La presión en un neumático de automóvil depende de la temperatura del aire contenido en el. Cuando la temperatura del aire es de 25ºC, la lectura del manómetro es de 210 Kpa. Si el volumen del neumático es de 0.025m³, determine la elevación de la presión cundo la temperatura del aire en el sube hasta 50ºC.Tambien, determine la cantidad de aire que debepurgarse para restablecer la presión hasta su valor original, a esta temperatura. Suponga que la presión atmosférica es de 100 KPa.

Datos:
Estado 1 Estado 2
T1=25ºC T2=50ºC
P man1= 210 Kp P man2=
P abs1= P abs2=

LEY GENERAL DE LOS GASESP1*V1T1=P2*V2T2

PROPIEDADES ABSOLUTAS
Volumen constante
V1=V2

P1T1=P2T2
Temperaturas
T1=25ºC +273.15=298.15 K
T2=50ºC +273.15=323.15 K
Presiones: P abs= P man + P atm
P abs1=P1= 210 Kpa + 100 Kpa = 310Kpa
Sustituyendo
Pabs2=P2=323.15 K298.15 K*310 Kpa=335.99 Kpa
Gas ideal (aire)
P*V=n*R*T
Constante de aire
R=0.287Kpa*m³Kgm*K
MasaCondición original

m1=P1*V1R*T1 m2=P2*V2R*T2

m1=310 Kpa*0.025m³0.287Kpa* m³Kgm*k*298.15K=0.0906 Kgm

m2=310 Kpa*0.025m³0.287Kpa* m³Kgm*k*325.15K=0.0830 Kgm
Delta P=P2-P1
Delta P=335.99 Kpa-310 Kpa
Delta P=26 Kpa
Delta m=m2-m1
Delta m=0.0906 Kgm -0.083 Kgm
Delta m=0.0071 Kgm
2.-Dos manómetros, uno de caratula y otro de tubo en U, están sujetos a un tanque degas para medir su presión. Si la lectura en el manómetro de la caratula es de 65Kpa, determine la distancia entre los dos niveles del fluido en el de tubo U, si el fluido es: a) mercurio (ρ=13600kg/m³) b)agua (ρ=1000 Kg/m³).

Pabs = Patm + Pman
P abs1 = P abs2
Pman1+Patm 1=Pman2+Patm2
P man 1 = P man 2
P man1 =ρ*g*h
h=P man1ρ*g
A) Mercurio
65kpa=65000 Pa=N/m²

h Hg=65000N/m²13600kgm3*(9.81ms2)=0.48m

A) Agua ρ=1000Kg/m³
h H2O=65000 N/m²1000kgm3*(9.81ms2)=6.62m
3.- Considere un tubo en U cuyas ramas están abiertas a la atmosfera. Ahora se vierte agua en una de las ramas del tubo y aceite ligero (ρ= 790 kg/m³) en la otra. Una de las ramas contiene agua en un tramo de 70 cm de altura, en tanto que la otra.

P abs1 = P abs2
Pman1+Patm =Pman2+Patm
P man 1 = P man 2P Hagua 1= P Hagua 2+ P HAc
Teorema de pascal
(ρ*g*h)agua=(ρ*g*h)agua+(ρ*g*h)ac.
Ρ*h agua = (ρ*h) agua2 + (ρ*h) ac.
1 h ac=6 h agua 2
En función del agua
(1000kgm/m³)*(0.70m)=( 1000 kgm/m³)*h agua2+(790 kgm/m³)*(6 h agua2)
(700kgm/m²)= (1000 kgm/m³)*h agua2+(4740 kgm/m³) h agua2
700kgm/m² = h agua2 (1000+4740) kgm/m³
700kgm/m² = h agua2 (5740) kgm/m³
h agua2= 0.1219m

h ac=6(*0.1219m)
h ac = 0.7317m

4.- Se va a levantar una carga de 500 Kg que esta sobre el elevador hidráulico que se muestra en la fig., vertiendo aceite (ρ=780 Kg/m³) en un tubo delgado. Determine cual debe se la altura h para empezar a elevar el peso.

Pman1+Patm =Pman2+Patm
P man 1 = P man 2
P man 1 = (ρ*g*h)aire
P man=FA

FA=ρ*g*haire

mgπ*D²4=(ρ*g*h)aireh=500kg*9.81ms2π*1.2m24*1780kgm3*9.81ms2=0.5667m

5.-Se mide la presión manométrica del aire que esta en el tanque, como se muestra en la fig. y resulta ser de 65 kpa. Determine diferencia h en los niveles de mercurio.

PHg=GE Hg*ρAGUA=13.6*1000Kgmm3=13600Kgmm3
P Ace=GE Ace*ρ AGUA=0.72*1000Kgmm3=720Kgmm3
P abs1 = P abs2
P1=-P Hagua+ P H Hg+ P H Ac+P ATM

P1-P ATM=-ρ*g*Delta hagua+ρ*g*Delta hHg+ρ*g*Delta hac....