MECÁNICA DE FLUIDOS 27 de junio de 2014

Transcripción

1 MECÁNICA DE FLUIDOS 7 de junio de 014 PROBLEMA 1 Un deartamento de ingeniería está trabajando en un royecto que consiste en medir con exactitud la diferencia del nivel del agua existente entre dos tanques abiertos a la atmósfera. Para ello ha ensado inicialmente en algún sofisticado sistema láser. El royecto ha llegado a tus manos y has ensado en un sistema más sencillo y barato: un manómetro diferencial con forma de U invertida con líquido manométrico en su interior, conectado a ambos deósitos. El resonsable del royecto te comenta que dará el visto bueno a tu rouesta si consigues que cualquier variación en el nivel del tanque se vea amlificada or 10 en tu manómetro diferencial. Esto es, una diferencia de 1 mm entre los niveles de los tanques, debería aarecer como una diferencia de 1 cm en el líquido manométrico de tu manómetro. Existe algún líquido manométrico caaz de cumlir con lo exigido? Calcula, ara ello la densidad relativa de dicho líquido manométrico. Tiemo: 5 minutos

2 MECÁNICA DE FLUIDOS 7 de junio de 014 PROBLEMA Para alimentar el re-quemador de una caldera que funciona con fuel-oil (densidad relativa 0,8) se disone de un deósito nodriza abierto a la atmósfera, en el cual se calienta el fuel que fluye or la tubería, manteniéndose las temeraturas entre 30 y 60 4 ºC; (viscosidad cinemática m 5 υ m 30 º C = 10 ; υ s 60 º C = 10 ). Mediante una s bomba se imulsa el fluido hasta el re-quemador a través de una tubería de fundición nueva de 100 m de longitud total y 50 mm de diámetro. La resión dinámica a la salida del re-quemador es de 1 atm. Se ide: a) Diámetro de salida del re-quemador si el caudal necesario es de 5 l/s. b) Potencia útil de la bomba ara que en las condiciones más desfavorables llegue al quemador el caudal de 5 l/s. Razonar el or qué de las condiciones más desfavorables. Datos: Tener en cuenta las érdidas de carga secundarias en: Salida del deósito: orificio borda K = 1. codos a 90º de radio medio. Pre-quemador K = 0,3 (con la energía cinética a la salida). No tener en cuenta las érdidas secundarias en la válvula. A la salida del re-quemador la resión estática es similar a la atmosférica. Tiemo: 40 minutos

3 MECÁNICA DE FLUIDOS 7 de junio de 014 PROBLEMA 3 Se disone de la instalación de la figura que conduce agua hasta D (enlace con la red). a) Calcular la cota que ha de tener el deósito B ara que el caudal en D sea de 000 l/s y la resión en D resulte 40 mca. b) Calcular la resión en D y los caudales or las tuberías cuando el caudal de D es 0 (Q D = 0 ). Utilizar la cota del deósito B calculada anteriormente. Nota: todas las tuberías son de PVC. D 1 = D = 800 mm; D 3 = 600 mm; D 4 = 500 mm; L 1 = 3500 m; L = 1000 m; L 3 = L 4 = 500 m. Cota del deósito A 9 m y la del D 50 m. Suoner los factores de fricción de las tuberías 3 y 4 iguales. Suoner el término cinético en el unto D desreciable. Tiemo: 50 minutos

4 Resolución: 1 a d A h B A B = = 1 + γ a + γ ( h + a d ) En el manómetro: = + γ h B A man + γ ( h + a d ) = ( + γ a) + γ h 1 man Los tanques están abiertos, or lo tanto: = 0 1 = γ man h d γ man 0 + γ ( h d ) = 0 + γ man h; = ; = 1 γ h γ d h Como tiene que darse un aumento de 10 unidades, se ha de cumlir: h = 10 d Entonces: γ man 1 γ man 1 = 1 ; = 1 = 0,9 γ h γ agua 10 d Es osible uesto que existen aceites con esa densidad relativa.

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