Viscosidad, propiedades de los fluidos, número de Mach y ReynoldsP5. En un cilindro rígido que contiene un pistón hay aire encerrado. Un manómetro conectado al cilindro indica una lectura inicial de 1.38 bar. Determine la lectura del manómetro cuando el pistón ha comprimido el aire a la tercera parte de su volumen original si a) el proceso es isotérmico y b) el proceso es isentrópico. La presión atmosférica local es de 101.325 kPa Datos: Po=1.38 ¯¿ 138 kPa J K aire =286.9 K kg El volumen se encuentra dado por: 2 V −V o dV V −V 3 o −1 = f o = = Vo Vo Vo 3 −dP dV 1 dV dP=−K aire = K K aire = → V o 3 aire Vo La presión final sería: 1 Pf =Po + K aire 3 Sustituyendo: 1 Pf =( 138 kPa ) + () 3 P17. Alambre magnético se va a revestir con barniz para aislamiento jalándolo a través de un dado circular de 0.9 mm de diámetro. El diámetro del alambre es 0.8 mm y está centrado en el dado. El barniz (μ = 20 centipoise) llena completamente el espacio entre el alambre y el dado en una longitud de 20 mm. El alambre se jala a través del dado a una velocidad de 50 m/s. Determine la fuerza que se requiere para jalar el alambre. Resp. F = 1.01 N Presión P8. En la figura se muestra un esquema de un montacargas hidráulico que se emplea en talleres de servicio para automóviles. La presión de aire que suministra un compresor es de 6 bars y el diámetro de embolo de 25 cm. Determine la fuerza que se ejerce sobre el émbolo. Desprecie el peso del émbolo y la fricción El ancho de la presa es de 24 m y h = 6 m. Fuerzas hidrostáticas sobre superficies sumergidas y flotabilidad P8. Figura P8. P9. Determine la dimensión “ d ” más pequeña que impedirá que la presa se voltee alrededor del extremo A debido a la fuerza hidrostática del agua. Si la densidad del concreto es de 2500 kg/m 3. Los diámetros de los émbolos que se muestran en la figura son D 1 = 10 cm y D2 = 4 cm. 908 kPa. Resp. ¿Cuál es la presión en la cámara 1 en kPa. h Agua A d El centroide de la superficie AB es de . La presa de “gravedad” de concreto es mantenida en su lugar por su propio peso. Cuando la presión en la cámara 2 es de 2000 kPa y en la cámara 3 es de 700 kPa. 5 m3/min.68 kJ7kg).9. Determine el flujo en la entrada en m 3/s y gpm si la alberca se llena en 2 horas. para una diferencia de niveles de 0. v2 =1. Determine la razón de flujo atreves del medidor Venturi mostrado en la figura.5 MPa y 720 °C (entalpía = 3455. Encuentre la cantidad de mangueras de 2 pulgadas que se requieren si la velocidad del agua no debe exceder 10 ft/s. El diámetro de la entrada es d 1 = 20 mm. La sangre se bombea con gravedad específica de 1. Determine las velocidades de salida. v3 = 2.3 kW P2. La superficie libre del agua en un pozo está a 20 m abajo del nivel del suelo. Determine la entrada de potencia a la bomba requerida para un flujo permanente de agua a una relación de 1. determine la razón de flujo como función del diámetro D. se separa en una conexión “Y”. 12. Desprecie cualquier transferencia de calor.33 m/s. P11.P9. Calcule la razón de calor agregado . Si el cilindro está en equilibrio estático (estable)..05 hacia la conexión a una velocidad de v 1 = 1. 0. cambios en la energía cinética y efectos friccionantes. Resp.5 m/s. El agua se va a bombear de forma permanente hasta una altura sobre el nivel del suelo de 30 m.79 kJ/kg) y produce 100 kg/s de vapor a 12. Si los flujos másicos en la salida son iguales. Ecuación de Bernoulli P10. y en la salida d2 = 15 mm y d3 = 12 mm. Resp. Fluye agua a través de una tubería como se muestra en la figura. determine la densidad del fluido desconocido. Un generador de vapor recibe agua a 12. Se necesita llenar una alberca circular con diámetro 15 m a una profundidad de 3 m. El cilindro circular de la figura tiene una densidad relativa de 0.2 m. Conforme baja el tronco del cuerpo. La arteria más grande del cuerpo es la que abastece la sangre a las piernas.0736 m3/ s.5 MPa y 30 °C (entalpia = 125. Resp. 12 mangueras Balance de energía P1.08 m/s P2. Conservación de masa P1. y desea pagar 0. y su gran inconveniente es que sólo dura una vida. Suponga que una compañía generadora de servicio público vende energía eléctrica a 0. con frecuencia. Se estima que las eficiencias combinadas de la bomba-motor y del turbogenerador sea del 75% cada una.03 dólar/kWh. produciendo potencia cuando la unidad bomba-motor opere como turbogenerador en el desarrollo del flujo inverso. cada uno. usando energía barata. determiné el ingreso potencial monetario que este sistema de bomba-turbina pude generar por año. A partir de esta información. que durara dos vidas? ¿No seria estupendo? El esquema mostrado en la figura da algunos detalles pertinentes del corazón humano promedio relajado. Corazón artificial: El corazón humano es una bomba maravillosa. no se emociona. Para aprovechar esta oportunidad. pero sólo es una bomba. las compañías generadoras de servicio público venden la energía en la noche a precios más bajos con el fin de alentar a los consumidores a que usen la capacidad disponible de generación de potencia y evitar la construcción de nuevas plantas generadoras costosas que sólo se utilizarán un tiempo corto durante los periodos pico. ¿por qué no sustituirlo por un corazón mecánico súper seguro. y la pérdida de carga del sistema de tuberías es de 4 m. en la noche. Por supuesto. Comentario. tales como huir de leones hambrientos El flujo normal de la sangre es de 90 ml/s y densidad relativa de 1.08 dólar/kWh por la potencia producida durante el día. . y prever situaciones de tensión.06. bombear agua de éste hacia la presa en la noche. en un día normal. Un análisis preliminar muestra que puede usarse un caudal de 2 m 3/s en cualquiera de las dos direcciones. la unidad final debería ser algo más potente. Puesto que es tan importante para vivir. No siente. calcúlese la potencia necesaria por un corazón artificial ideal que realice el trabajo de uno real. compacto.Flujo de tuberías y ductos P31. un empresario considera construir una presa a 40 m arriba de un lago. y dejar que el agua fluya de la presa de regreso al lago durante el día. quizás por un factor de cinco. para tener en cuenta las insuficiencias de bombeo. Estas compañías también están deseando comprar la energía producida durante el día por empresas privadas a un precio alto. La demanda de energía eléctrica suele ser mucho más alta durante el día que en la noche y. P1. El sistema operará durante 10 horas en los modos de bomba y turbina.