Ejercicios Mecánica De Fluidos (2) 1e351

Universidad Industrial de Santander Ejercicios mecánica de Fluidos – Ingeniería Civil Edgar Ricardo Oviedo 1. Se va a medir la viscosidad de un fluido con un viscosímetros construido con dos cilindros concéntricos de 75 cm de largo. El diámetro exterior del cilindro interior es de 15 cm y la separación entre los dos cilindros es de 1,5 cm. Se hace girar el cilindro interior a 300rpm y se mide que el par de torsión es de 0,8 N.m. Determine la viscosidad del fluido.

R

l = 0.15 cm fluido

2. Se va a medir la viscosidad de un fluido con un viscosímetro construido con dos cilindros concéntricos de 3 pies de largo. El diámetro interior del cilindro exterior mide 6 pulgadas y la separación entre los cilindros es de 0,05 pulgadas. Se hace girar el cilindro interior a 250 rpm y se mide que el par de torsión es de 1,2 lbf.ft. Determine la viscosidad del fluido.

R

l = 0.05 in fluido

3. Se jala horizontalmente una placa plana delgada de 40 cm x 40 cm a 2 m/s a través de una capa de aceite de 3,6 mm de espesor, que está entre dos placas, una estacionaria y la otra moviéndose a una velocidad constante de 0,3 m/s, como se muestra en la figura. La viscosidad dinámica del aceite es de 0,027 Pa.s. Suponiendo que la velocidad en cada una de las capas de aceite varia en forma lineal, a) trace la grafica del perfil de velocidad y encuentre el lugar donde la velocidad del aceite es cero y b) determine la fuerza que se necesita aplicar sobre la placa para mantener este movimiento.

Pared Fija

h1=1 mm

V = 1 m/s

F

h2=2.6 mm Vw= 0.3 m/s Pared movimiento

en

4. En la Figura se muestra un tubo de vidrio en U abierto a la atmosfera por los dos extremos. Si el tubo contiene aceite y agua, tal como se muestra, determinar la densidad relativa del aceite

agua

aceite 0,35m

0,30 m

5. La figura muestra un tanque cerrado que contiene gasolina flotando sobre el agua. Calcule la presión del aire por encima de la gasolina.

6. Para el manómetro de la figura, calcula PA-PB.

7. Un recipiente con fluidos múltiples está conectado a un tubo en U, como se muestra en la figura. Para las gravedades específicas y las alturas de las columnas de los fluidos dadas, determine la presión manométrica en A. Además, determine la altura de una columna de mercurio que crearía la misma presión en A.

70 cm

Aceite GE=0.90

30 cm

Agua

A

90 cm

Gliserina GE=1.26

20 cm

15 cm 8. Considere una placa plana de espesor, t, anchura, w (hacia el interior de la página) y longitud b, sumergida en agua, como en la figura. La profundidad del agua desde la superficie hasta el centro de la placa es H, y el ángulo θ se define con relación al centro de la placa. A) genere una ecuación para la fuerza F sobre la cara superior de la placa como función (como máximo) de H, b, t, w g, ρ y θ. Ignore la presión atmosférica. B) como prueba de su ecuación, sea H= 1,25 m, b= 1m, t= 0,2 m, w= 1m, g= 9,81 m/s2, ρ= 998,3 kg/m3 y θ=30 grados. F

b θ