Tarea hidrodinamica ejercicios de aplicacion

UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA

DINÁMICA DE FLUIDOS

Docente: Ing. Mireya Lapo

Fecha: 10 de JUNIO de 2014

Alumno: Cristian Abad

TAREA 2

Investigar sobre los siguientes aspectos:

1. ¿A qué se denomina tasa de flujo?

Es la cantidad de fluido que pasa por un sistema por unidad de tiempo puede expresarse

por medio de tres términos distintos que son el flujo volumétrico, flujo en peso y el flujo

másico.

2. Cómo se expresa la cantidad de fluido que pasa por un sistema por unidad de tiempo

Por volumen (usamos cualquier unidad de volumen), por el peso (unidades de peso) y por

masa (unidades de masa.

3. Defina cada uno de ellos.

Q El flujo volumétrico es el volumen de fluido que circula en una sección por

unidad de tiempo.

W El flujo en peso es el peso del fluido que circula en una sección por unidad de

tiempo.

M El flujo másico es la masa de fluido que circula en una sección por unidad de

tiempo

Realizar los siguientes ejercicios:

1. 6.5 al 6.10, 6.24, 6.27

Efectué la conversión de unidades que se le solicita

6.5 Un flujo volumétrico de 125L/min a m3 /s

125L/min x 0.001m3/L x 1 min/60s = 0.002083m3/s

6.6 4500 L/min a m3/s

4500L/min x 0.001m3/L x 1 min/60s = 0.075 m3/s

6.7 15000 L/min a m3/s

15000L/min x 0.001m3/L x 1 min/60s = 0.25 m3/s

6.8 459 gal/min a L/min

459 gal /min x 3.785L/gal = 1737.3 L / min

6.9 8720 gal/min a L/min

8720 gal /min x 3.785L/gal = 33005 L/min

6.10 23.5 cm3/s a m3/s.

23.5 cm3/s x 1m3/1000000 = 2.35 x 10-5 m3/s

6.24 En la tabla 6.2 listamos el rango de flujos volumétricos comunes para sistemas de bombeo industriales e hidráulicos entre 3 y 30 gal/min. Exprese este rango en pie3/s y m3/s

3 gal/min x 0.13368 pie3/gal x 1min/ 60 s = 0.006684 pie3/s

30 gal/min x 0.13368 pie3/gal x 1min/ 60 s = 0.06684 pie3/s

3 gal/min x 0.0037854 gal / m3 x 1min/60 s = 1.89 x 10-4 m3/s

30 gal/min x 0.0037854 gal / m3 x 1min/60 s = 1.89 x 10-3 m3/s

6.27 Una bomba pequeña medidora impulsa 11.4 gal de un tratamiento químico a b ase de agua cada 24 horas. Exprese este flujo volumétrico en pie3/s

11.4 gal/ 24 horas x 0.13368 pie3/gal x 1h/ 3600s = 0.000017638 pie3/s

2. 2.6.30M al 6.35E

6.30 Fluye un flujo de 2.35 X 10-3 m3/ s de aceite (sg = 0.90) Calcule el flujo en peso y el flujo

másico.

Formulas a emplearse:

Sg = ү sustancia / ү (agua 4°)

Q= W/ү

Q= M/p

P aceite = GS x P agua = (0.90)(1000 Kg/m3) =900Kg /m3

M= p.Q = (900 Kg/m3)(2.35x 10 -3 m3/s)=2.115 Kg/s

y aceite = GS x y = (9.81 KN/m3) (0.90) = 8.829 KN/m3

W= y.Q = (8.829 KN/m3)(2.35 x 10 -3 m3/s)= 0.02074 KN/s = 20.7 N/s

6.31 Un líquido refrigerante (sg = 1.08) fluye con un flujo de peso de 28.5 N/h. Calcule el flujo

volumétrico y el másico


Sg = ү sustancia / ү (agua 4°)

Q= W/ү

Q= M/p

W= y.Q = Q =W/ y= 28.5 N/h/ 10.5948 KN/ m3 ( 1h/3600S) = 0.0000007472 m3/s

P aceite = GS x P agua =(1.08)(1000 Kg/m3) =1080 Kg /m3

M= p.Q = (1080 kg/ m3) (0.0000007472 m3/s) =0.000806 Kg/s

6.32 Una vez que el refrigerante del problema 6.31 se convierte en vapor su peso específico es de

12.50 N/m3 y el flujo en peso es de 28.5 N/h, calcule el flujo volumétrico.


Q= W/ү

Q= W/y = (28.5 N/h)/(12.50 N/ m3) x (1h/3600s) = 0.000633 m3/s

6.33 Un ventilador mueve 640 pie 3 /min de aire. Si la densidad del aire es de 1.20 kg/m3, calcule el

flujo másico con slugs/s y el flujo en peso en lb/h.

Formulas a emplearse

Q= W/ү

Q= M/p

M= pQ = 0.0248 slug/seg

M=pQ= yQ/g =W/g

W=gM= 278 libra/hora

6.34 Un soplador grande de un homo envía 47 000 pie3/min de aire que tiene un peso específico

de 0.075 lb/pie3. Calcule el flujo en peso y el flujo másico.


Q= W/ү

Q= M/p

W= yQ = (0.075 lib/pie3)(45700 pie3/min) = 3428 lib/ min

M= pQ = yQ/g = 106 slugs/ min

6.35 Un horno necesita 1200 lb/h de aire para tener una combustión eficiente. Si el aire tiene un

peso específico de 0.062 lb/pie3, calcule el flujo volumétrico necesario.


Q= W/ү

Q= W/y = 1200lib/h x pie3/0.062 libr x 1h/3600 seg = 5.38 pie3/s

3. 3.6.44 M al 6.47

6.44 Un tubo de acero de una pulgada de diámetro exterior (espesor de pared de 0.065 pulg)

conduce 19.7 L/min de aceite. Calcule la velocidad de flujo.


Ecuación de Continuidad

Q= V.A

Q= Caudal

V= Velocidad

A= Área

Cálculo del área del círculo

A = π. r2

Transformaciones

1 pulg = 0.0254 m

0.065 pulg = 0.001654 m

19.7 lit/ min= 0.0003283 m3/seg

Diámetro interno del tubo = 0.025452 m – (0.001654 x 2) = 0.02209 m

A = 3.1414. (0.125606m)2=0.00038324m2

V= Q/A = 0.0003283 m3/ seg / 0.00038324m2 = 0.8566 m/s Rt

6.45 La velocidad recomendada para el flujo en la línea de descarga de un sistema hidráulico de

aceite está en el rango de 8.0 a 25.0 pies/s. Si la bomba impulsa 30 gal/min de aceite, especifique

los tamaños (mayor y menor) apropiados de un tubo de acero.



A= Q/V

Transformaciones

V1 =8 ft/seg = 2.4384 m/seg

V2 = 25ft/seg= 7.62 m/seg

30 gal/min= 0.00189 m3/ seg

Desarrollo:

A1= 0.00189 m3/seg / 2.4384 m/seg = 0.000775m2

A2=0.00189 m3/seg / 7.62 m /seg = 0.0002480m2

6.46 Repita el problema 6.45, pero especifique los tamaños apropiados de la línea de succión, a fin

de que la velocidad se mantenga entre 2.0 pies/s y 7.0 pies/s para un flujo de 30 gal/min.



A= Q/V

Transformaciones

V1 =2 ft/seg = 0.6096 m/seg

V2 = 7 ft/seg= 2.1336 m/seg

30 gal/min= 0.00189 m3/ seg

A1= 0.00189 m3/seg / 0.6096 m/seg = 0.0031m2 valor máx.

A2=0.00189 m3/seg / 2.1336 m /seg = 0.0008858 m2 valor min

6.47 La tabla 6.2 muestra el de flujo volumétrico para bombas centrífugas contra incendios, en el

rango de 1800 L/min a 9500 L/min. Para cada flujo volumétrico, especifique el tamaño apropiado

más pequeño para una tubería de acero cédula 40, a fin de mantener la velocidad máxima del flujo

en 2.0 m/s.



A= Q/V

Transformaciones

Q1 =1800 lit/ min = 0.030 m3/seg

Q2 = 9500 lit/min= 0.1583 m3/seg

A1= 0.030 m3/seg / 2 m/seg = 0.015 m2 valor min cedula de 6 pulg

A2=0.1583 m3/seg / 2 m /seg = 0.07915 m2 valor máx. cedula de 40 pulg.

NOTA: Bibliografía recomendada: Libro Mot

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