TERCER TALLER DE MECNICA DE FLUIDOS

LEINNY JIMNEZ BERMDEZ 2100054

SANTIAGO HERNNDEZ ARENAS 2100038

JULIN FUENTES GARNICA 2100041

Presentado A:

JAVIER RUGELES PREZ

Universidad Industrial De Santander

Ingeniera Mecnica

Bucaramanga

2012

DESARROLLO TALLER 3 - MECNICA DE FLUIDOS - GRUPO B1

1. Un helicptero con masa M = 1E3 kg y dimetro de rotor D = 10 m, permaneceen el aire en vuelo estacionario como se muestra. El aire succionado hacia elrotor pasa hacia abajo a travs de l con velocidad axial Vp. Determine lapotencia necesaria para mantener el vuelo estacionario y la respectivavelocidad axial Vp. La densidad del aire es = 1.2 kg/m3.

RESULTADOS

2. Por un canal abierto horizontal de 2 m de ancho fluye agua con velocidad V = 6 m/s yprofundidad h = 20 cm. Al tiempo t = 0 se inserta instantneamente una compuertaen el extremo aguas abajo (x = 0) y se observa la formacin junto a la compuerta deuna capa de agua estacionaria, cuyo borde frontal se mueve aguas arriba (contra lacorriente), convelocidad constante U. Determine: a. La fuerza F horizontal para sostener la compuerta.

b. El espesor H de la capa estacionaria. c. La velocidad U del borde frontal de la capa estacionaria.

RESULTADOS

3. Un ventilador axial aspira aire de la atmosfera, a travs de una tobera. A laparte cilndrica de la tobera, cuyo dimetro es D = 350 mm va acoplado untubo de vidrio cuyo extremo inferior est sumergido en un recipiente conagua. Con el ventilador encendido, el agua en el tubo se eleva hasta la altura h= 20 mm. Despreciando la compresibilidad del aire y todas las prdidas decarga, calcular: (air = 1.2 kg/m^3.) a. El caudal de aire que aspira. b. La potencia til suministrada por el ventilador. c. La fuerza axial que soporta el tirante diagonal de apoyo.

0 2

1

Resultados:

4. En ciclos de produccin de 8 minutos c/u, se suministra durante intervalos de 2 minutos, 75 L/s de agua a 0.5 bar de presin manomtrica (condicin 4), para un proceso industrial por lotes, desde dos depsitos como muestra la figura. El suministro se suspende durante 6 minutos. En la instalacin mediante el control de las vlvulas pilotadas A, B y C se llevan a cabo las dos operaciones:

I. Intervalo de 2 minutos de suministro al proceso desde I y II. Vlvulas A y B abiertas y C cerrada. II. Intervalo de 6 minutos de suspensin del suministro, con flujo desde I hacia II. La bomba restituye el nivel del Tanque II. Vlvulas A y B cerradas y C abierta. La Bomba funciona continuamente con una eficiencia del 78%. Dimetros de tubera D13 = D12 = D56 = 8 cm. D23 = D34 = 20 cm. Constantes de prdida: K13 = 30; K12 = 30; K23 =10. (Para determinar la alturas de prdida en el respectivo tramo multiplicando por la carga de velocidad en tubera.). Seccin transversal del Tanque II de 5 m2 de transversal. Determinar: Durante los 2 minutos de suministro de agua al proceso,

a. Caudal de la Bomba y la potencia que consume.

b. Lectura del manmetro 3.

Durante los 6 minutos de restitucin del nivel del tanque II (suministro de agua al proceso suspendido),

c. Caudal de la Bomba y la potencia que consume.

d. Nivel mximo y mnimo en el tanque II.

Realizar los clculos de los numerales 1 al 3 con el nivel medio del tanque II.

e. Para el caso ms crtico de falla en la secuencia de operacin de las

vlvulas determine el valor de la constante de perdidas K56 que garantiza que el tanque II no se rebosa. Por el aumento de nivel del tanque II el caudal que transporta la bomba disminuye en un 5%.

RESPUESTAS:

5. La vlvula de 5 kg, cuyo cuerpo es un tronco de cono, cierra un orificio en el fondo de un depsito. (fig. 1) Mediante la aplicacin de una fuerza R ascendente se levanta y sostiene la vlvula, una distancia vertical Z, permitiendo la salida estable de agua por el orificio. (fig. 2). Determine el mdulo de la fuerza F requerido para sostener la vlvula en la posicin descrita. Asuma flujo ideal y considere los efectos del flujo solo en el espacio libre que deja la vlvula en el orificio, al elevarse a la nueva posicin. Datos: H =55 cm; L =10 cm; D1 =13 cm; D2 =5 cm; Z = 3 cm.

RESULTADOS:

6. Estime el caudal de agua a 40C que existe en el conducto de la Figura 6.1, suponiendo que no existen prdidas. Explique donde est el error en la hiptesis anterior. Si el caudal real es Q= 40 m3/h, calcule (a) la prdida de carga en pies y (b) el dimetro del estrechamiento D para el que se produce cavitacin, suponiendo que a cada lado de la garganta se producen prdidasde cargas iguales y que las prdidas en el estrechamiento son despreciables.

Figura 6.1

La anterior demostracin refuta completamente la hiptesis del enunciado. Demostrando que no se conserva la energa de un tanque a otro, por el contrario, hay 15 metros de altura de prdidas que no se estn teniendo en cuenta. La altura de 15 metros se debe estar disipando en el estrechamiento ubicado en 3.

RESULTADOS:

7. Gasolina a 20C va con una 1 = 12 / por un tubo de 5 cm de dimetro, cuando se encuentra a 1 [m] de una pared de succin. Despus de la succin la

velocidad baja a 10 /. Si 1 = 120 determine 2.

RESULTADOS:

8. El overcraft de la Figura 8.1 toma aire estndar al nivel del mar a travs de unos faldones anulares que dejan un hueco de 3 cm con el suelo. Si el peso del

vehculo es de 50 KN, estime (a) el caudal de aire requerido y (b) la potencia del

ventilador en kilovatios.

RESULTADOS: