GUÍA DE TRABAJO PAGINA 1

GUÍA DE TRABAJO 1

HIDRÁULICA Y NEUMÁTICA

GUÍA DE TRABAJO PAGINA 2

GUIA DE TRABAJO N° 1 DIMENSIONES Y UNIDADES

EJERCICIO 1 Identificar la dimensión que mide cada una de las siguientes unidades.

1.- 12 m3 = 2.- 80 m2 =

3.- 1 ¼” = 4.- 3.000 rpm =

5.- 180 kgf/cm2 = 6.- 240 kg =

7.- 1.500 psi = 8.- 55 m =

9.- 32 pie/s2 = 10.- 15,7 slug =

11.- 45 cm/s = 12.- 180 lb =

13.- 80 bar = 14.- 1 pie3/s =

15.- 75 N = 16.- 44 pie3 =

17.- 15 HP = 18.- 20 J =

19.- 220 W = 20.- 52,6 Nm =

21.- 120 L/min = 22.- 1 semana =

GUÍA DE TRABAJO PAGINA 3

EJERCICIO 2

Trasformar las siguientes unidades de medida.

1.- 4 pulg. = cm 2.- 6 pulg. = cm

3.- 1 ¼” = cm 4.- 350 cm = pulg

5.- 15 kg/cm2 = psi 6.- 200 psi = bar

7.- 150 psi = KPa 8.- 300 bar = psi

9.- 1.500 KPa = psi 10.- 50 bar = Pa

11.- 150 litros = m3 12.- 100 galUS = litros

13.- 80 L/min = m3/s 14.- 0,0125 m3/s = galUS/min

15.- 650 pulg2 = m2 16.- 0,18 pie2 = mm2

17.- 0,0028 m3 = pulg3 18.- 26 m/s = km/H

19.- 45 m/min = cm/s 20.- 4,62 pie/s2 = m/min2

21.- 120 km/H = pie/s 22.- 1,5 g/cm3 = kg/m3

GUÍA DE TRABAJO PAGINA 4

GUIA DE TRABAJO N° 2 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

EJERCICIO 1

Desarrollar los siguientes problemas de aplicación. 2.1 Un depósito cilíndrico posee un diámetro de 60 cm. y una altura de 75 cm.

Si el depósito se llena completamente con 186 kg. de aceite, determinar para el aceite: la densidad absoluta (kg/m3), el peso específico (N/m3), el volumen específico (m3/kg) y la densidad relativa.

2.2 Determinar el volumen (cm3), que ocupan 300 gr. de Mercurio (sHG = 13,6). 2.3 La densidad relativa del Hierro es de 7,2. Determinar la masa de 60 cm3 de

este metal, en gramos. 2.4 Un trozo macizo y homogéneo de metal tiene la forma de un cubo, con una

arista de 30 cm. Si su masa es de 210,6 kg., determinar su densidad absoluta (gr/cm3).

2.5 Un paralelepípedo recto de 20 x 20 x 40 cm. posee una masa de 72 kg.

Determinar su densidad absoluta (gr/cm3). 2.6 Determinar el volumen de agua, en cm3, que tiene la misma masa que

100 cm3 de plomo (sPLOMO = 11,3). 2.7 Un bidón tiene capacidad para 110 kg. de agua o 72,6 kg. de gasolina.

Determinar la densidad absoluta de la gasolina (kg/m3) y el volumen del bidón (litros).

2.8 El metal Osmio y el Butano líquido poseen una densidad relativa de 22,5 y

0,6 respectivamente. Determinar el peso específico del Osmio (N/m3) y la densidad absoluta del Butano (kg/m3).

2.9 La masa de un Matraz calibrado cuando esta vacío es de 25 gr. Cuando se

llena con agua es de 75 gr. y, cuando se llena con glicerina es de 88 gr. Determinar la densidad relativa de la glicerina.

2.10 La masa de un Matraz calibrado cuando esta vacío es de 30 gr. Cuando se

llena con agua es de 81 gr. y, cuando se llena con aceite es de 68 gr. Determinar la densidad absoluta del aceite (kg/m3).

GUÍA DE TRABAJO PAGINA 5

GUIA DE TRABAJO N° 3 CONCEPTO DE PRESIÓN

EJERCICIO 1 Escribir en los espacios correspondientes, la lectura que indica cada manómetro, en las unidades dadas.

1.- mbar 2.- mbar

3.- bar 4.- bar

GUÍA DE TRABAJO PAGINA 6

5.- lb/in2 6.- lb/in2

7.- mbar 8.- psi

GUÍA DE TRABAJO PAGINA 7

9.- kg/cm2 10.- kg/cm2

EJERCICIO 2 Calcular el área de la sección circular (círculo), para los siguientes diámetros, en las unidades requeridas.

1.- D = 2 pulg. cm2 2.- D = 5 pulg. cm2

3.- D = 1 ¼” cm2 4.- D = 4 ½” cm2

5.- D = 10 mm cm2 6.- D = 20 mm pulg2

7.- D = 1 3/8” cm2 8.- D = 5 ¼” cm2

GUÍA DE TRABAJO PAGINA 8

EJERCICIO 3 Para los siguientes esquemas, escribir la secuencia de movimiento.

A B C A B C

1.- 2.-

EJERCICIO 4 Para los siguientes esquemas, escribir la secuencia de movimiento.

A B C A B C

3.- 4.-

GUÍA DE TRABAJO PAGINA 9

EJERCICIO 5 Para los siguientes esquemas, determinar la masa a desplazar (kg).

1.- m = kg. 2.- m = kg. 3.- m = kg.

EJERCICIO 6 Para los siguientes esquemas, determinar la masa a desplazar (kg).

1.- m = kg. 2.- m = kg. 3.- m = kg.

GUÍA DE TRABAJO PAGINA 10

EJERCICIO 7 Para los siguientes esquemas, determinar el diámetro del cilindro en las unidades requeridas.

1.- D = mm. 2.- D = cm. 3.- D = pulg.

EJERCICIO 8 Calcular el área de la sección anular, para los siguientes diámetros, en (cm2).

1.- DCIL = 50 mm DVAST = 30 mm AANULAR = cm2

2.- DCIL = 12 cm DVAST = 5 cm AANULAR = cm2

3.- DCIL = 5” DVAST = 3” AANULAR = cm2

4.- DCIL = 4 ½” DVAST = 2 ½” AANULAR = cm2

GUÍA DE TRABAJO PAGINA 11

EJERCICIO 9 Para los siguientes esquemas, determinar la masa a desplazar (kg).

1.- DCIL = 10 cm. DVAST = 4 cm. m = kg.

2.- DCIL = 4” DVAST = 1 ½” m = kg.

3.- DCIL = 6” DVAST = 3 ½” m = kg.

GUÍA DE TRABAJO PAGINA 12

EJERCICIO 10

Desarrollar los siguientes problemas de aplicación. 1.- La figura muestra una palanca hidráulica de Pascal, de la cual se conocen los

siguientes datos:

F1 = 150 N

D1 = 5 cm.

D2 = 30 cm.

C1 = 60 cm.

Calcular:

(a) La fuerza (F2), en Newton.

(b) La carrera (C2), en metros.

2.- La figura muestra una palanca hidráulica de Pascal, de la cual se conocen los

siguientes datos:

F1 = 250 N

D1 = 8 cm.

D2 = 42 cm.

C1 = 80 cm.

Calcular:

(a) La fuerza (F2), en Newton.

(b) La carrera (C2), en metros.

GUÍA DE TRABAJO PAGINA 13

EJERCICIO 11

Desarrollar los siguientes problemas de aplicación asociados con el concepto de presión hidrostática. 3.1 El punto más profundo bajo el agua es la fosa de las Marianas, al este del

Japón, donde la profundidad es de 11,3 km. Si la densidad relativa del agua de mar es de 1,3; determinar la presión manométrica en este punto, en bar.

3.2 Determinar la presión, en Pascal, en el fondo de un depósito de 76 cm. de

profundidad, cuando se llena completamente con agua y luego, cuando se llena con Mercurio (sHG = 13,6).

3.3 Determinar la presión, en Pascal, en el fondo de una acuario de 80 cm. de

largo y 50 cm. de ancho, si contiene agua hasta un nivel de 30 cm. Además, calcular la fuerza que ejerce el agua sobre el fondo del acuario, en Newton.

3.4 La torre Eiffel en París tiene 984 pies de altura con su base localizada

alrededor de 500 pies por encima del nivel del mar. Determinar la presión

atmosférica en la parte superior de la torre, en Torr. (AIRE = 1,29 kg/m3) 3.5 En la parte exterior de un globo de aire caliente un barómetro mide una

presión de 690 mm. columna de mercurio. Determinar la altura a la cual se encuentra el globo, con respecto al nivel del mar, en metros.

GUÍA DE TRABAJO PAGINA 14

GUIA DE TRABAJO N° 4 CONCEPTO DE CAUDAL

EJERCICIO 1 Desarrollar los siguientes problemas de aplicación asociados con el concepto de caudal. 4.1 El volumen de un depósito de agua es de 200 L. Si se llena a razón de

35 litros por minuto, determinar el tiempo de llenado, en segundos. 4.2 Un depósito que tiene la forma de un paralelepípedo posee las siguientes

dimensiones: 100 x 60 x 35 cm. Si se llena a razón de 40 litros por minuto, determinar el tiempo de llenado, en segundos.

4.3 Un depósito cilíndrico de 50 cm. de diámetro y 60 cm. de altura, se llena a

razón de 4 galones por minuto. Determinar el tiempo de llenado en segundos.

4.4 Un depósito semiesférico que posee un radio de 20 pulgadas, se llena a

razón de 12,5 galones por minuto. Determinar el tiempo de llenado en segundos.

4.5 Determinar la velocidad del agua (m/s), al interior de una tubería de 50 mm.

de diámetro, si el caudal es de 250 LPM. 4.6 Determinar la velocidad del aceite (pie/s), al interior de una tubería de 1 ½”

de diámetro, si el caudal es de 80 GPM. 4.7 A través de las tuberías en serie que se muestran en la figura, fluye agua.

Si la velocidad del agua en la sección 2, es de V2 = 2,5 m/s, determinar:

a.- El caudal, en (LPM). b.- Las velocidades V1, V3 y V4 ;en (m/s).

DATOS: D1 = 10 mm D2 = 15 mm D3 = 20 mm D4 = 4 mm

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4.8 Fluye agua, a través de las tuberías en serie, que se muestran en la figura. Si la velocidad del fluido en la sección 3, es de V3 = 1,2 m/s, determinar:

a.- El caudal, en (LPM). b.- Las velocidades V1, V3 y V4 ;en (m/s).

DATOS: D1 = ¾” D2 = 1” D3 = 1 ¼” D4 = ½”