soluc_hidrdinamica

19
UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS GEOLOGIA Y CIVIL E.F.P. “INGENIERIA CIVIL” “solucionario de Hidrodinamica” Curso: Física II (FS-241) Alumnos: Diaz Meza, Renan Janampa Quispe, Juan Carlos Espino Cconislla, Elmer Caritas Barrientos, Ronald Montes Yaroniza, Urvano Profesor: Janampa Quispe, Kléber AYACUCHO- PERU

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hidrodinamica

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  • UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL

    DE HUAMANGA

    FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS GEOLOGIA Y

    CIVIL E.F.P. INGENIERIA CIVIL

    solucionario de Hidrodinamica

    Curso: Fsica II (FS-241) Alumnos: Diaz Meza, Renan Janampa Quispe, Juan Carlos Espino Cconislla, Elmer Caritas Barrientos, Ronald Montes Yaroniza, Urvano Profesor: Janampa Quispe, Klber AYACUCHO- PERU

  • UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

    E.F.P. "INGENIERIA CIVIL" DMR Pg. 2

  • UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

    E.F.P. "INGENIERIA CIVIL" DMR Pg. 3

  • UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

    E.F.P. "INGENIERIA CIVIL" DMR Pg. 4

    SOLUCIONARIO

    1.-

    Un depsito cerrado ..

    1.a) = =?

    Por el principio de continuidad, tenemos: =

    = Dato del problema:

    =8 = 8 10

    1

    1,

    0 = (0) = 0

    Aplicamos la ecuacin de Bernoulli a los puntos 1 y 2, tenememos:

    Trabajaremos con presiones manomtricas

    + + = + + : = = 0.6 = 0.6 10 1 = 10 = 10

  • UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

    E.F.P. "INGENIERIA CIVIL" DMR Pg. 5

    = = 1000

    + (0) + = (0) + + (0) + = = 2( + ) ; = 2

    = 410

    1.b) H=?

    Por el principio de continuidad, tenemos: =

    = Dato del problema: =8

    = 8 10 = 2 = 2 = 810

    Aplicamos la ecuacin de Bernoulli a los puntos 1 y 3, tenememos:

  • UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

    E.F.P. "INGENIERIA CIVIL" DMR Pg. 6

    Trabajaremos con presiones manomtricas

    + + = + + por el principio de continuidad: = 1

    1,

    0 = (0) = 0

    + (0) + = (0) + + () =

    = 24

    1.c) =?

    = = : = =8 = 8 10 = 410

    =0.01012 = 10 (0.01012 ) 410

    = 128.009 =128.009() N

  • UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

    E.F.P. "INGENIERIA CIVIL" DMR Pg. 7

    2.- Considere..

    Pide:

    Datos : = 4 = 0.04 = 2.6 = 0.026

    = 0.5 / = 3 = 2 =2 10 ; 1atm = 10 Por el principio de continuidad, tenemos: =

    = = ()/4()/4 = 1.18 /

    Aplicamos la ecuacin de Bernoulli a los puntos 1 y 3, tenemos:

    Trabajaremos con presiones manomtricas

    + + = + + + = + + = + + = 250571.2 /

  • UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

    E.F.P. "INGENIERIA CIVIL" DMR Pg. 8

    3.-

    *.- )(***21*21*

    21)(****

    21

    22

    22

    ABABBA

    BBABAA

    ZZgVVPP

    VPZZgVP

    BYAENBERNULLIAPLICANDO

    ---=-

    +=-++

    d

    dd

    ** .- LDIFERENCIAMANOMERTROELUSAMOS PRESIONESDEDIFERNECIALADETERMINARPARA ......... ..............

    )(****)'(*'***)(**

    *'*)(****)(**

    ABBA

    BABA

    BABA

    ZZgHgPPHgHgPZZgP

    HgHZgPZgZZgP

    ---=-+-=-+

    +-+=+-+

    dddddd

    dddd

    TENEMMOSYASTERISCOSLOSDE ...2.....1.........

    ***.....................).........(*21**)'(

    )(**)(*21)(****)'(

    22

    22

    AB

    ABABAB

    VVHg

    ZZgVVZZgHg

    -=-

    ---=---

    ddd

    dddd

  • UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

    E.F.P. "INGENIERIA CIVIL" DMR Pg. 9

    TIENESEDCONTINUIDADEECUACIONLADE

    ..................

    BA

    BA

    BBAA

    VVVV

    VAVA

    ===

    *2*2*4

    ** DEL ASTERISCO 3 SE TIENE

    069.5

    **)'(*32 2

    =

    =-

    A

    A

    V

    VHgddd

    sllsmQ

    smQQ

    VAQSI

    /070.610*/10*370.6

    /10*370.6)02.0(*)069.5(

    *....

    333

    33

    2

    ==

    ==

    =

    -

    -

    p 4.-

    DEL DATO TENEMOS smSmQ /

    605.1/5.1 33 ==

  • UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

    E.F.P. "INGENIERIA CIVIL" DMR Pg. 10

    SABEMOS QUE :

    TAMBIEN SABEMOS QUE : NVVQF

    tVVVV

    tVmVm

    tPP

    tPF

    ifTL

    ifaIaFTL

    625.804)183.3368.35(*60

    5.1*10)(** 3

    121122

    =-=-=D

    D-D=DD-D=D

    -=DD=

    d

    dd

    DEL GRAFICO SE OBSERVA

    312.402625.804*2

    *2

    ===

    P

    P

    AP

    FF

    FF

    smAQV

    QVA

    smAQV

    QVA

    A

    /368.35015.0**60

    5.1*

    /183.305.0**60

    5.1

    *

    22

    2

    22

    21

    1

    ===

    =

    ===

    =

    p

    p

  • UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

    E.F.P. "INGENIERIA CIVIL" DMR Pg. 11

    5.-

    Como el dimetro del orificio es muy pequeo que el dimetro del cilindro entonces podemos concluir que:

    QO

  • UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

    E.F.P. "INGENIERIA CIVIL" DMR Pg. 12

    6.- Solucin:

    Se sabe que los caudales de

    entrada y salida son iguales: =

    Adems = =28 =

    =

    (5 10)= (75 10)

    Adems sabemos que la diferencia de presiones es:

    = 4.2 = 2.1

    = 2.1 Utilizamos la ecuacin de

    Bernoulli.

    + 12 + = + 12 +

    = 0; = 0

    = 12 + = 12 +

    = 18.5/ Luego calculamos la presin

    = + 12 + = + 12 +

    Reemplazando se tiene.

    ( )

    ( )( )watsP

    PQPVAP

    VFTdF

    TWP

    potenciaPaP

    P

    ghVPP

    OTENCIA

    OTENCIA

    OLUMRECION

    OTENCIA

    3

    36

    6

    3235

    222

    10*4.6410*28*10*3.2

    ***

    **

    :10*3.2

    4*8.9*105.18*10*2110*1.2

    .21

    ==

    ==

    =

    ==

    =

    ++=

    ++=

    -

    rr

  • UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

    E.F.P. "INGENIERIA CIVIL" DMR Pg. 13

    7.-

  • UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

    E.F.P. "INGENIERIA CIVIL" DMR Pg. 14

    8.-

    cmestubocadadeDiametromLitQ

    DATOS

    S

    5min/10min/10

    :32-==

    Entonces tenemos

    ( )

    ( )min/2.1

    10*5**5.2

    *:

    1010*117641Pr

    10*03.294

    ...21

    0,.0

    ...21.

    21

    :Pr

    3

    22

    11

    311

    3

    2

    22

    mQQ

    AVQsiguientelotenemoscasoesteen

    tubosolounesycmesdiametroelcuandoPaPPP

    puntoelentotalesionPaP

    hgVP

    VP

    hgVPVP

    tubounejercequeesion

    A

    A

    BA

    AB

    BBAA

    ===

    ==

    =

    +=

    ==

    ++=+

    p

    rr

    rrr

    presionmenorunagastomismoelalcanzarposible

    esnoconcluimosLuegosmV

    hgVPVP

    Bernoullipor

    OA

    /5.2

    ...21.

    21

    :

    2

    22

    21

    =

    ++=+ rrr

  • UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

    E.F.P. "INGENIERIA CIVIL" DMR Pg. 15

    9.- = 0.629. = 1.26

    Solucin: Sabemos que; para que la glicerina fluya debe haber diferencia de presin, por lo tanto se observa que solo acta la presin de la glicerina:

    =

    Entonces tenemos: =

    = Adems sabemos que:

    = 8

  • UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

    E.F.P. "INGENIERIA CIVIL" DMR Pg. 16

    Hallamos la resistencia:

    = 8 (0.629) 10 (0.5 10) = 25.63 10

    Luego de obtener el valor de la resistencia tenemos:

    =

    =

    = = 1260 9.8 0.125.63 10 = 1260 9.8 0.125.63 10

    0.005 = 1260 9.8 0.125.63 10

    = 0.6 luego analizamos en el embudo :

    =

    =

    11 = 0.6 = 18.3

  • UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

    E.F.P. "INGENIERIA CIVIL" DMR Pg. 17

    10.-

    ( )

    ( )

    ( )

    ( )

    ( ) 23

    22

    2

    3

    00

    .*10*5.82*4*10*5.7

    10*06.0*2***2

    *

    *.2***

    ..2*

    ..2*

    *:

    ..2

    ;..2

    ..2;

    msegN

    hwreT

    hre

    wrrT

    dhre

    wrrdT

    dhre

    wrrdT

    dFrdTluego

    dhre

    wrdF

    wrVdhreVdF

    dhrdAdAeVdF

    eV

    dAdF

    eV

    AF

    hT

    --

    -==

    =

    =

    =

    =

    =

    =

    =

    =

    =

    =

    ==

    hp

    h

    ph

    ph

    ph

    ph

    ph

    ph

    ph

    hh

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    E.F.P. "INGENIERIA CIVIL" DMR Pg. 18

    11.-

    Calculando la presin en B.

    .10*3510*1.46*10*5.610*3

    10*5.610*1.46

    010*30

    10*1.4610*1.510*41

    10*418

    10*1.58

    215143

    1415

    3

    15151521

    1542

    1541

    PaPQRPPQRPP

    QRpesBenpresionLa

    Rgh

    RPP

    RpQ

    QRpACtramoelenQelCalculando

    RRRRNLR

    RNLR

    B

    TAB

    TBA

    TT

    CA

    T

    T

    =-=-==-

    =D

    =-=-=-=D=

    =D

    =+=+=

    ==

    ==

    -

    -r

    p

    p

    Calculando el tiempo

    .10*3510*1.46*10*5.610*3

    10*5.610*1.46

    010*30

    215143

    1415

    3

    PaPQRPPQRPP

    QRpesBenpresionLa

    Rgh

    RPP

    RpQ

    B

    TAB

    TBA

    TT

    CA

    T

    =-=-==-

    =D

    =-=-=-=D=

    -

    -r

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