DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS GUIA - TALLER N 1

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1 UNIVERSIDAD FACULTAD DE LIBRE INGENIERÌA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS GUIA - TALLER N 1 NOMBRE DE LA ASIGNATURA: FISICA TERMICA TÍTULO: HIDRODINÁMICA DURACIÓN: BIBLIOGRAFÍA SUGERIDA: Sears, Zemansky Serway- Jewett Jr. HABILIDADES A DESARROLLAR El estudiante debe estar en capacidad de: Encontrar sentido a los conceptos Plantear argumentos de la solución de problemas Organizar premisas para sustentar soluciones Dar soluciones a problemas CONCEPTUALIZACIÓN La dinámica de fluidos trata de los fluidos en movimiento. Se dice que un flujo será estable o laminar. Si cada partícula del fluido sigue una Trayectoria uniforme, por lo que las trayectorias de diferentes partículas nunca se Cruzan entre sí. El flujo turbulento o no estable es un flujo irregular caracterizado por pequeñas Regiones similares a torbellinos.

2 Un flujo ideal se caracteriza por ser incomprensible y no tener razonamiento interno o viscosidad. Línea de corriente : Es la trayectoria tomada por una partícula de flujo, bajo flujo Estable. Tubo de flujo : Es el conjunto de líneas de corriente. EJEMPLOS 1- Un túnel de agua tiene una sección transversal circular que se acorta desde Un diámetro de 3.6 m hasta la sección de prueba, cuyo diámetro es de 1,2m. Si la velocidad de flujo es de en la tubería de mayor diámetro, determine la velocidad de flujo en la sección de prueba. = =. = = Un tubo de venturi puede utilizarse como un medidor de flujo de fluido. Si la diferencia de presión es de 21 kpa, encuentre la tasa de flujo de fluido, dado que el radio de tubo de salida es de 1cm y el radio del tubo de entrada es de 2cm y

3 el flujo es gasolina. ( = 700 ) Escriba aquí la ecuación. = + - = - ) = - = 15 = = = = 4 Q= Q = 6,28x 3- En un gran tanque de almacenamiento lleno de agua se forma un pequeño orificio en su costado en un punto de 16m debajo del nivel del agua. Si la tasa de flujo de la fuga es de 2.5x determine:

4 a ) La velocidad a la cual el agua sale por el hoyo. V= V= 16m V= 17.7 b) El diámetro de éste 2.5 x x = 4.167x Q = Q= d =

5 d = 1,73 x m 4- Un avión tiene una masa de 1,6x y cada ala tiene un área de 40. durante un vuelo horizontal, la presión sobre la superficie inferior del ala es 7 x, determine la presión sobre la superficie superior del ala mg = A = 7x - = 6.8 x 5- Un gran tanque de almacenamiento se llena hasta una altura. Si el tanque se perfora a una altura h medida desde el fondo del tanque a qué distancia del tanque cae la corriente? = 2g h) X=

6 X= T X= Y= h = X= 2 T= 6- En determinado punto de una tubería horizontal la velocidad es de 2 y la presión manométrica es de 1 x punto de la línea, si la sección transversal en el mismo es la mitad que en primero.

7 El líquido es agua. =? = 1 x 2 =2 =4 + = + = P + - P = 1x

8 P 1x P = 4x 7- Un deposito cilíndrico abierto por su parte superior tiene 20cm de altura y 10cm de diámetro. En el centro del fondo del depósito se practica un orificio circular cuya área es de 1. El agua entra en el depósito por un tubo colocado en la parte superior a razón de 140 Qué altura alcanzará el agua en el depósito? Q= AV V= V= h= V= h= V= 140 h= 1000cm

9 8- Por un tubo de 1cm de diámetro fluye agua a 20 con velocidad media de 10. Calcular el número de Reynolds. NR= NR=. 1cm NR= 1000 EJERCICIOS 1- Un tubo horizontal de 10cm de diámetro tiene una reducción uniforme Que lo conecta con un tubo de 5cm de diámetro. Si la presión del agua En el tubo más grande es de 8x y la presión en el tubo más pequeño Es de 6 A qué tasa circula el agua a través de los tubos? 2- El suministro de un edificio se alimenta a través de una tubería principal De 6cm de diámetro. Se observa que una llave de 2cm de diámetro localizada

10 2m arriba de la tubería principal llena un recipiente de 25 litros en 30 seg. a- Cuál es la velocidad a la cual el agua sale de la llave? b- Cuál es la presión manométrica en la tubería principal de 6cm? 3- Un depósito cerrado que contiene agua de mar hasta una altura de 2m También tiene aire por encima del agua a una presión manométrica de 40 atmósferas. El agua sale por un orificio del fondo. El área de la sección Transversal del orificio mide 10. Calcular la velocidad de salida del agua. 4- La sección transversal de un tubo horizontal es de 0.2 y se reduce a 0.1. Si el agua se mueve con velocidad de en la sección ancha Donde la presión manométrica es de 0.8 x. Cuál es la presión manométrica en la parte contigua del tubo pequeño?

11 5- La tasa de flujo de agua por un tubo horizontal es de 2, determine La velocidad de flujo en un punto donde el diámetro del tubo es de 5cm. 6- En determinado punto de una tubería la velocidad es de 1 y la presión Manométrica de 3x. Hállese la presión manométrica en un segundo punto De la línea situado 20m por debajo del primero, si la sección transversal en él Es la mitad que la del primero. El líquido es agua. 7- Se practica un orificio circular de 2cn de diámetro en la pared lateral de un gran Depósito, a una distancia de 10 m por debajo del nivel del agua en el mismo. Calcular: a) La velocidad de salida b) El caudal 8- Una tubería de 0.2m de diámetro, llena de agua en movimiento, tiene un

12 estrechamiento de 0.1m de diámetro. Si la velocidad en la parte ancha es de 2 hállese la velocidad en el estrechamiento y el caudal. 9- Por un tubo de 1cm de radio fluye agua a 20. Si la velocidad en el centro Es de 10 hállese la caída de presión a lo largo de una sección de 2m De tubo debida a la viscosidad. 10- Por un tubo de 3mm de diámetro fluye agua a 20C con una velocidad de 50. a) Cuál es el número de Reynolds? b) Cuál es la naturaleza del Reynolds?

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