Procesos De Separacion
Páginas: 26 (6290 palabras)
Publicado: 23 de febrero de 2013
1.- Considérese una manguera de sección circular de diámetro interior de 2 cm, por la que fluye agua a una tasa de 0.25 litros por cada segundo. ¿Cuál es la velocidad del agua en la manguera? El orificio de la boquilla de la manguera es de 1.0 cm de diámetro interior. ¿Cuál es la velocidad de salida del agua?
Datos:
Ca= 0.25 Lt/s
D1= 2 cm
D2= 1 cm
V1=?
V2=?
Solución:
Disponemos delflujo de agua que circula por la manguera que es de 0.25 Lt/s, de tal manera
250 cm^3
s
250 cm^3
s
1000000 cm^3
1 m^3
1000000 cm^3
1 m^3
1 m^3
1000 Lt
1 m^3
1000 Lt
0.25 Lt
s
0.25 Lt
s
Ca = A* V
V= Ca/A = =
Calculamos elárea para poder obtener la velocidad:
A= 3.1416 (1cm) ^2
A= 3.1416 cm^2
250 cm
Seg
250 cm
Seg
(250 cm^3)
Seg.
(250 cm^3)
Seg.
(3.1416 cm^2)
(3.1416 cm^2)
V= =
Ahora, la ecuación siguiente permite calcular la velocidad de salida del agua por la boquilla, puesto queel flujo que pasa por la manguera es el mismo que pasa por la boquilla.
Es decir, se debe cumplir la relación:
A1 V1 = A2 V2
De donde se tiene:
Área 2
A= 3.1416 (0.5 cm) ^2
A= 0.7854 cm^2
= Ca
A2
= Ca
A2
V2 = A1V1
A2
V2 = A1V1
A2
318.3091 cm
s318.3091 cm
s
=
=
250 cm^3
s.
250 cm^3
s.
V2 = Ca =
A2
V2 = Ca =
A2
0.7854 cm^2
.
0.7854 cm^2
.
2.- Un tubo que conduce un fluido incompresible cuya densidad es 1.30 X 103 Kg/m3 es horizontal en h0 = 0 m. Para evitar unobstáculo, el tubo se debe doblar hacia arriba, hasta alcanzar una altura de h1 = 1.00 m. El tubo tiene área transversal constante. Si la presión en la sección inferior es P0 = 150 atm, calcule la presión P1 en la parte superior.
Solución:
Según lo que predice la ecuación de continuidad, al tener área transversal constante, no debe cambiar la velocidad del fluido en su interior,
por tanto: v0 = v1 =v
En consecuencia, aplicando la ecuación de Bernouilli a puntos en la parte superior y la parte inferior, se tiene :
P0 + ρ g h0 + ½ ρ v2 = P1 + ρ g h1 + ½ ρ v2
P0 + ρ g h0 = P1 + ρ g h
De donde:
P1 = P0 + ρ g [ΔH]
(9.8 m)
s^2
(9.8 m)
s^2
(1.30X10^3Kg)
m^3
(1.30X10^3Kg)
m^3
* X10^5 Pa
1 atm
* X 10^5 Pa
1 atm
P1 = 1.5 atm + (0 m - 1.0 m)
P1 = 151, 500 Pa – 12, 740 Pa
P1 = 138 760 Pa = 1.38 atm
P1 = 138 760 Pa
= 1.38 atm
P1 = 138 760 Pa
= 1.38 atm
3.- Un fluido incompresible fluye deizquierda a derecha por un tubo cilíndrico como el que se muestra en la figura. La densidad de la sustancia es de 105 utm/m3. Su velocidad en el extremo de entrada es v0 = 1,5 m/s, y la presión allí es de P0 = 1,75 Kgf/cm2, y el radio de la sección es r0 = 20 cm. El extremo de salida está 4,5 m abajo del extremo de entrada y el radio de la sección allí, es r1 = 7,5 cm. Encontrar la presión P1 en eseextremo.
Datos:
ρ =105 utm/m3
V1 = 1,5 m/s
V2=?
P1 = 1.75 Kgf/cm2
R1 = 20 cm
R2 = 7.5 cm
P2=?
La presión se puede encontrar mediante la ecuación de Bernouilli ; sin embargo, previamente necesitaremos calcular la velocidad v1 con la ecuación de continuidad :
A1 V1 = A2 V2
V2 = A1V1
1 m^2
10,000 cm^2
1 m^2
10,000 cm^2...
Datos:
Ca= 0.25 Lt/s
D1= 2 cm
D2= 1 cm
V1=?
V2=?
Solución:
Disponemos delflujo de agua que circula por la manguera que es de 0.25 Lt/s, de tal manera
250 cm^3
s
250 cm^3
s
1000000 cm^3
1 m^3
1000000 cm^3
1 m^3
1 m^3
1000 Lt
1 m^3
1000 Lt
0.25 Lt
s
0.25 Lt
s
Ca = A* V
V= Ca/A = =
Calculamos elárea para poder obtener la velocidad:
A= 3.1416 (1cm) ^2
A= 3.1416 cm^2
250 cm
Seg
250 cm
Seg
(250 cm^3)
Seg.
(250 cm^3)
Seg.
(3.1416 cm^2)
(3.1416 cm^2)
V= =
Ahora, la ecuación siguiente permite calcular la velocidad de salida del agua por la boquilla, puesto queel flujo que pasa por la manguera es el mismo que pasa por la boquilla.
Es decir, se debe cumplir la relación:
A1 V1 = A2 V2
De donde se tiene:
Área 2
A= 3.1416 (0.5 cm) ^2
A= 0.7854 cm^2
= Ca
A2
= Ca
A2
V2 = A1V1
A2
V2 = A1V1
A2
318.3091 cm
s318.3091 cm
s
=
=
250 cm^3
s.
250 cm^3
s.
V2 = Ca =
A2
V2 = Ca =
A2
0.7854 cm^2
.
0.7854 cm^2
.
2.- Un tubo que conduce un fluido incompresible cuya densidad es 1.30 X 103 Kg/m3 es horizontal en h0 = 0 m. Para evitar unobstáculo, el tubo se debe doblar hacia arriba, hasta alcanzar una altura de h1 = 1.00 m. El tubo tiene área transversal constante. Si la presión en la sección inferior es P0 = 150 atm, calcule la presión P1 en la parte superior.
Solución:
Según lo que predice la ecuación de continuidad, al tener área transversal constante, no debe cambiar la velocidad del fluido en su interior,
por tanto: v0 = v1 =v
En consecuencia, aplicando la ecuación de Bernouilli a puntos en la parte superior y la parte inferior, se tiene :
P0 + ρ g h0 + ½ ρ v2 = P1 + ρ g h1 + ½ ρ v2
P0 + ρ g h0 = P1 + ρ g h
De donde:
P1 = P0 + ρ g [ΔH]
(9.8 m)
s^2
(9.8 m)
s^2
(1.30X10^3Kg)
m^3
(1.30X10^3Kg)
m^3
* X10^5 Pa
1 atm
* X 10^5 Pa
1 atm
P1 = 1.5 atm + (0 m - 1.0 m)
P1 = 151, 500 Pa – 12, 740 Pa
P1 = 138 760 Pa = 1.38 atm
P1 = 138 760 Pa
= 1.38 atm
P1 = 138 760 Pa
= 1.38 atm
3.- Un fluido incompresible fluye deizquierda a derecha por un tubo cilíndrico como el que se muestra en la figura. La densidad de la sustancia es de 105 utm/m3. Su velocidad en el extremo de entrada es v0 = 1,5 m/s, y la presión allí es de P0 = 1,75 Kgf/cm2, y el radio de la sección es r0 = 20 cm. El extremo de salida está 4,5 m abajo del extremo de entrada y el radio de la sección allí, es r1 = 7,5 cm. Encontrar la presión P1 en eseextremo.
Datos:
ρ =105 utm/m3
V1 = 1,5 m/s
V2=?
P1 = 1.75 Kgf/cm2
R1 = 20 cm
R2 = 7.5 cm
P2=?
La presión se puede encontrar mediante la ecuación de Bernouilli ; sin embargo, previamente necesitaremos calcular la velocidad v1 con la ecuación de continuidad :
A1 V1 = A2 V2
V2 = A1V1
1 m^2
10,000 cm^2
1 m^2
10,000 cm^2...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.