Problemas Mecánica de Fluidos
3º INGENIERO QUÍMICO 1
TEMA 1: INTRODUCCIÓN AL FLUJO DE FLUIDOS
A
PROBLEMA Nº1
Tal como se muestra en la Figura, un depósito abierto, con dos piezómetros laterales,
contiene dos líquidos inmiscibles. Calcular:
A B
a) altura de la superficie líquida libre en el
piezómetro A,
b) elevación de la superficie del líquido en elpiezómetro B, y
c) la presión total en el fondo del depósito.
30°
B
2,0
.
50 mm
80 mm
mercurio
A
DATOS Y NOTAS:
Densidad de A: 0,72 g cm-3
Densidad de B: 2,36 g cm-3.
0,3
PROBLEMA Nº4
Para medir la diferencia de presiones entre dos puntos de una conducción por la que
circula aire a 300 K y 98,7 kP, se utiliza un manómetro multiplicador, como el
esquematizado en lafigura.
B
0
Si las densidades de los líquidos manométricos
utilizados son: l = 1000 kg m-3 y m = 1100
kg m-3, la relación de secciones transversales
s/S = 0,01 y el desnivel en los tubos
manométricos, hm = 0,105, calcular:
PROBLEMA Nº2
Los recipientes A y B contienen agua a las
presiones respectivas de 276 kPa y 138 kPa. ¿Cuál
es la lectura en el manómetro diferencial demercurio mostrado en la Figura?
DATOS Y NOTAS:
Densidad de mercurio: 13,570 g cm-3
hA = 100 mm
4,877
A
x
a) diferencia de presiones entre dichos puntos
b) diferencia de alturas que se leería en un
manómetro ordinario que utiliza agua como
líquido manométrico.
B
C
pa
pd
hm s
S
hm s
S
S
l
l
s
hm
m
y
h
V
3,048
D
PROBLEMA Nº3Calcular la nueva altura diferencial de mercurio en la rama inclinada, si la presión en la
conducción A disminuye 10 kPa respecto de la situación indicada, manteniéndose
constante la presión en la conducción B. El fluido que circula por la conducción A tiene
un peso específico de 0,9 y el que circula por la conducción B es agua. El peso
específico del mercurio es 13,57.
TEMA 3: FLUJO INTERNO (I).PROBLEMA Nº5
Por una conducción cilíndrica de 0,68 m de diámetro interno que forma un ángulo de
30º con la horizontal, desciende un aceite viscoso (=15·10-3 kg/m s; =800 kg/m3)
con un caudal de 40 m3/h. Determine:
a) El perfil de velocidades.
b) La pérdida de presión por unidad de longitud y el factor de rozamiento.
c) La variación de la presión total por unidad de longitud.
MECÁNICADE FLUIDOS Y TRANSMISIÓN DE CALOR (2010-11)
PROBLEMA Nº6
Por un tubo de paredes lisas de 20 cm de diámetro interno circula agua a 15ºC con un
caudal de 150 m3/h. Utilizando la ecuación universal de distribución de velocidades,
calcule:
a) Los espesores de las regiones laminar y de transición.
b) La velocidad en los límites de las regiones laminar y de transición.
c) La velocidad en elcentro de la conducción.
d) La fuerza de rozamiento ejercida sobre una longitud de 1 km de pared de tubo.
DATOS Y NOTAS:
= 1000 kg/m3
= 10-3 kg/m·s
3º INGENIERO QUÍMICO 2
Viscosidad del agua:
1 cp
PROBLEMA Nº9
Se desea alimentar un tanque agitado con un caudal de 3 m 3/h de un concentrado de
zumo de naranja procedente de un depósito elevado, tal y como se muestra en lafigura. Ambos depósitos se encuentran a presión atmosférica y la tubería que los
conecta es lisa con un diámetro interno de 4 cm. Determinar si es necesario el uso de
una bomba para conseguir transportar el caudal de fluido necesario. En caso
afirmativo, calcular la potencia teórica de la bomba.
1 atm
PROBLEMA Nº7
Agua a 80ºC fluye por una tubería de 120 mm de diámetro con una velocidad mediade
2 m/s. ¿Cuál sería el tamaño máximo que podrían tener las imperfecciones de la pared
para que la conducción pudiera considerarse como hidráulicamente lisa?
D = 4 cm
10 m
10 m
1 atm
TEMA 4: FLUJO INTERNO (II).
50 m
30 m
PROBLEMA Nº8
Un depósito de seguridad de 1000 m3 de agua debe estar preparado para abastecer,
simplemente por gravedad, de agua de refrigeración a una...
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