Ejercicios de Ingeniera de uidos

Curso 08/09 Bol. 01

Problema 1: Paso de unidades - 01

Transforme los valores de las siguientes magnitudes usando las unidades especicadas:

1 ) 10 Km/h a m/s.

2 ) 6,76 Km/h a m/s.

3 ) 6,76 m/s a Km/h.

4 ) 5 m/s a Km/h.

5 ) 1 centipoise a Pas.6 ) 1 Poise a Pas.7 ) 1 Pa a Kg / (ms).8 ) 0,765 Pa a Poises.

9 ) 0,98 m

3a mm

3.

10 ) 3,141592 cm

2a m

2.

11 ) 1 pie a m.

12 ) 1 pulgada a cm.

13 ) 1,01 pulgadas a m.

14 ) 1,33 m a pulgadas.

Problema 2: Calculando las lneas - 01

Dado el campo de velocidades denido por:

vx =x1+t

vy =y

1+2t;

hallar las siguientes lneas:

a ) las lneas de corriente con origen en (x0,y0) para el tiempo t=0,

b ) las lneas de ujo para las mismas posiciones y

c ) la traza que pasa por (x0,y0) en t 0.

Problema 3: Calculando las lneas - 02

Dado el campo de velocidades denido por:

u = x1

v = y2;

1

hallar las siguientes lneas:

a ) las lneas de corriente con origen en (x0,y0),

b ) las lneas de ujo para las mismas posiciones y

c ) la traza que pasa por (x0, y0).

Problema 4: Los campos de velocidades y preguntas...

a ) Es esttico el campo de velocidades del primer ejercicio ?

b ) Se pueden considerar los campos de velocidades de los dos ejercicios anteriores como

estacionarios ? Si no, indique si por lo menos algunos de ellos s, y justique la respuesta.

Problema 5: Lneas de integracin

Dado el siguiente campo de velocidades:

vx =2 Cos(x)

vz =3 z + 6;

hallar la trayectoria y la lnea de corriente que en z0 pasan por x0.

Problema 6: La bomba ACME

Las caractersticas tcnicas de la bomba marca ACME indican que su altura mxima de

elevacin es 25 m y las tuberas de entrada y salida tienen un dimetro de 1". Considerando

como cierta la ecuacin de Bernoulli, calcule el caudal en l/s que se obtendra con la bomba

en estado estacionario si:

a ) eleva agua hasta los 7 m y,

b ) la elevacin producida es de 26 m. Comente este ltimo resultado.

Problema 7: Dibujando las LAM y LNE

Dibuje las lneas LAM y la LNE en el sistema de la gura suponiendo un decaimiento

lineal de la velocidad y la presin del agua del interior:

2

Problema 8: Ms dibujos

Considere ahora

a ) Decaimiento exponencial de la velocidad,

b ) decaimiento polinmico de segundo grado.

Problema 9: Nmeros de Reynolds

Calcule el nmero de Reynolds en las siguientes situaciones:

a ) Aceite de Oliva a una velocidad de 10 m/s uyendo por una tubera de 1/4 a 21

C;

b ) Agua circulando por una tubera rectangular de 2x1,5 cm con un caudal de 900 l/hora;

c ) Aceite SAE 10 circulando a 35 ft/s por un conducto circular de 0,1 ft de dimetro.

Fluido Viscosidad Densidad

Aceite de Oliva 1 Poise 0,913 agua

Aceite SAE 10 170 10

5 libs / ft2 1,78 slug/ft3Agua dulce 1000 10

6Pas 103 Kg/m3

Problema 10: Estudios de universidades

En la facultad de Ingeniera de caminos de la UCLM en Ciudad Real quieren desarrollar

estudios sobre ujos laminares y turbulentos en relacin a un sistema de bombeo que

produce un caudal jo de 400 cm

3/s a 20

C si el uido en estudio circula por un

tubo de 8 cm de dimetro. Para poder estudiar diversos modos de funcionamiento, y al

no poder cambiar el sistema en si, quieren usar diversos uidos. Determine si el uso de

los siguientes uidos es pertinente o no para el estudio de la turbulencia en el sistema

mediante la determinacin del nmero de Reynolds:

a ) Hidrgeno molecular (H2); b ) aire sinttico; c ) gasolina; d ) agua dulce; e )Mercurio

y f ) glicerina.

Fluido Viscosidad Densidad

Hidrgeno molecular 9,0531 103 PasAire sinttico 1,8 105 Pas 1,2 Kg/m3Gasolina 2,92 104 Pas 680,3 Kg/m3Agua dulce 1000 106 Pas 103 Kg/m3Mercurio 1,556 103 Pas 13,554 103 Kg/m3Glicerina 1261 g/cm

31000 mPas

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