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Capítulo 10 mott

01) Determine la pérdida de energía debido a la expansión súbita de un tubo de 50 mm a otro de 100 mm, cuando la velocidad del flujo es de 3 m/s en el tubo pequeño.

Solución:

Para hallar la constante k utilizamos la tabla 10.1 respecto a , :

Perdida de energía:

10) Para los datos del problema 10.8, calcule la longitud que se requiere para lograr la expansión en cada ángulo del cono. Después, calcule la pérdida de energía por la fricción en dicha longitud, con el empleo de la velocidad, diámetro y número de Reynolds para el punto medio entre los extremos de la expansión. Utilice agua a 60 °E.

SOLUCIÓN

DATOS DEL PROBLEMA 10.8:

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Hallando :

Reemplazando:

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19) Responda si es verdadero o falso el enunciado siguiente: para una contracción súbita con relación de diámetros de 3.0 la pérdida de energía disminuye conforme la velocidad aumenta

SOLUCIÓN:

Donde la velocidad aumenta y la constante disminuirá:

Cuando :

Cuando:

Cuando:

28) Calcule la pérdida de energía que ocurriría con el flujo de 50 gal/min, de un tanque a un tubo de acero con diámetro exterior de 2.0 pulg y espesor de pared de 0.065 pulg. El tubo está instalado con su extremo de descarga dentro de la pared del tanque y es un cuadrado con aristas afiladas.

SOLUCIÓN

Hallando el diámetro:

Hallando el área:

Hallando la velocidad:

Diámetro exterior

Espesor de pared

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Hallando la pérdida de energía local:

37) Se construye un intercambiador de calor sencillo con la instalación de una vuelta de retorno cerrada sobre dos tuberias de acero de V2 pulg cedula 40, como se muestra en la figura 10.31. Calcule la diferencia de presión entre la entrada y la salida para un flujo volumétrico de 12.5 gal/min de etilen glicol a 77 °F.

SOLUCIÓN:

La longitud equivalente para el codo de vuelta de retorno , de la Tabla 10.4

El factor de fricción de la tubería De la Tabla 10.5

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Calculo de factor de fricción de la tubería

Perdida de carga de codo de vuelta con retorno

Estos resultado reemplazando en la Ecuación I

46) La figura se muestra el arreglo de una prueba para determinar la perdida de energía que se debe a un intercambiador de calor. Fluye agua a 50 °C en forma vertical hacia arriba, a razón de 6.0 X 10~3 m3/s. Calcule la perdida de energía entre los puntos 1 y 2. Determine el coeficiente de resistencia para el intercambiador de calor, con base en la velocidad en la entrada del tubo.

SOLUCIÓN:

Bernoulli entre los puntos 1y2:

Calculo del área:

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Calculo de las velocidades:

En los manómetros

Calculo de la diferencia de alturas

Reemplazando en la ecuación II

Calculo del coeficiente “k” de resistencia para el intercambiador de calor:

55) Para los datos del problema 10.53, de la figura10.29 calcule el valor equivalente del coeficiente de resistencia K, si se determina que la caída de presión se obtiene a partir de Ap = yhL y hL = K(v2/2g). El aceite tiene una gravedad específica de 0.90. El factor K se basa en la carga de velocidad en un tubo de acero con diámetro exterior de 5/s de pulg, con espesor de pared de 0.065 pulg.

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SOLUCIÓN:

Despejando K

Reemplazando en la Ecu. I

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