MECÁNICA DE FLUIDOS / Dinámica de fluidos 1UNIVERSIDAD MAY OR DE SAN ANDRES - FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA PETROLERA OPERACIONES UNITARIAS I – PET 245 AUXILIAR : UNIV. ORLANDO SIÑANI CANAVIRI PROBLEMAS ESTÁTICA DE FLUIDOS 1. Para el montaje mostrado en la figura calcule la lectura H del manómetro. s.g.=0,8 2. En la figura la presión en el punto A es 25 lb f/in2. Los OPERACIONES UNITARIAS I – PET 245 fluidos se encuentran a 20 °C.¿ Cuál es la presión del aire dentro de la cámara B, en Pa ? 3. La compuerta AB mostrado en la figura es semicircular, impregnada en B, y esta sujetada por la fuerza horizontal P en el punto A. ¿Qué fuerza P será requerida para el equilibrio? 4. La compuerta Parabólica mostrado en la figura está impregnada en el punto A . ¿Qué fuerza horizontal es requerido en el punto B para mantener el equilibrio?. a = 2 m Considere: 2 4 𝑌𝐶𝐺 = 5 ∗ 𝑎 ; 𝐴 = 3 ∗ 𝑎 ∗ 𝑏 a 16 YCG 𝐼= ∗ 𝑎3 ∗ 𝑏 175 b GUIA DE PROBLEMAS - ESTATICA DE FLUIDOS 5. La compuerta AB mostrado en fig. tiene una masa homogénea de 180 kg y 1.2 m ancho, montado y con bisagras en A, a) encuentre el modulo y la línea (h cp) de la fuerza resultante generada por los líquidos (SGGlyc =1.2). b) ¿Cuál debe ser la fuerza P para abrir la compuerta?, considere h = 3 m. P 6. ¿Qué fuerza P se requiere para mantener cerrada la compuerta de 4 m de ancho? 7. ¿Cuál es la fuerza vertical sobre la esfera si las do OPERACIONES UNITARIAS I – PET 245 secciones del tanque están completamente aislada la una de la otra? 8. Un deposito cilíndrico cerrado 2m de altura y 1 m de diámetro contiene 1,50 m de agua. Cuando gire a una velocidad angular constante de 20 rad/seg, ¿qué área del fondo quedara al descubierto? 9. Calcule el tiempo de drenaje de un recipiente parabólico de radio R, altura H y con sección circular, si este se encuentra lleno de un líquido de densidad ρ y provisto de un orifico de área Ao en su parte inferior. 10. Existe agua almacenada en un deposito elevado. Para la generación de electricidad, el agua fluye desde el deposito hacia abajo por un conducto grande hasta una turbina (motor) y después por otro conducto de tamaño similar. En un punto del conducto que está a 89,5 m arriba de la turbina, la presión es de 172, 4 kPa y a 5 m por debajo de la turbina, la presión es de 89,6 kPa. El flujo volumétrico del agua es de 0.80 m3, la potencia de salida de la turbina es de 658 kW y la densidad del agua es de 1000 kg/m3. Si la eficiencia de la turbina para convertir la energía mecánica proporcionada por el fluido al eje de la turbina es de 89 %, calcule la perdida de energía debido a la fricción en la tubería de agua que fluye. MECÁNICA DE FLUIDOS / Dinámica de fluidos 3 11. Ha de bombearse agua de refrigeración para una planta química, desde un rio situado a 3000 pies de la planta. Un diseño preliminar indica que han de utilizarse 500 gal/min y una tubería de acero de 5” diámetro C80. Calcule la caída de presión y la potencia de la bomba. 12. Por el sistema de tuberías ramificada que se muestra en la figura, fluye por una tubería de 8 pulg 1350 gal/min de benceno (SG=0,87) a 140°F. Calcule el flujo volumétrico en las tuberías de 6 y 2 pulgadas. Todas las tuberías son de acero estándar cedula 40. (Resolver mediante iteración) 13. El aire a una presión manométrica de 1.7 atm y 15 °C entra en una tubería horizontal de acero de 75 mm de diámetro y 70 m de longitud. La velocidad de flujo a la entrada de la tubería q es 0.265 m3/s. Suponiendo que el flujo es isotérmico, ¿cuál será la presión al extremo de descarga de la tubería?. 14. A través de un gasoducto de 20 in. de diámetro interior DI, situado sobre un terreno plano y OPERACIONES UNITARIAS I – PET 245 horizontal, se transporta gas natural, que está constituido esencialmente por metano. Cada estación de bombeo aumenta la presión hasta 100 Psia, y experimenta caídas de presión de 25 Psia en la entrada de la siguiente estación de compresión (La compresión del gas incrementa la presión del gas al caso similar de los líquidos) situada a una distancia de 50 millas. ¿Cuál será la velocidad del flujo de gas en pies cúbicos por hora, medidos a 60 °F y 30 in. de Hg de presión? El flujo es isotérmico. 15. Se utiliza una tubería horizontal de acero de 1 in. C40, para transportar cloro gaseoso. El gas se introduce en la tubería a través de una entrada redondeada a una presión de 6 atm abs, una temperatura de 120 °C y una velocidad de 35 m/s. a) ¿Cuál será la longitud máxima posible de la tubería? b) ¿Cuáles son la presión y la temperatura de estancamiento del gas en el extremo de la tubería para la longitud máxima? Suponga que el flujo es adiabático. Para el cloro, γ = 1.36, y PM = 70.91. REALIZADO POR: UNIV. SIÑANI CANAVIRI ORLANDO