Tarea 5

Tarea 5
Mecanica de Fluidos
Profesor Carter
Entrega el lunes 31/03/14

1. Un manometro simple de mercurio (S=13.56) esta conectado a una tuberia que lleva aqua a 120°F y esta dentro de una maquina que tambien esta a 120°F.  Si la elevacion del entrefase del agua y el mercurio es 10 ft mas elevado que el centro de la tuberia, y la lectura manometrica del mercurio es 36 in, cual es la presion en la tuberia en psi?

2.  Dos recipientes estan conectados a un manometro diferencial de mercurio, estando ambos tubos de conexion lleno de agua.  El recipiente de mayor presion tiene una elevacion de 1,5m menor que el otro.  Si la lectura manometrica es 100mm de mercurio, determina la diferencia de presion en metros de agua y en KPa.  


Respuestas
1. 21,7 psi 
2. 2,756m H2O, 27,0Kpa

Tarea 4

Tarea 4
Mecanica de Fluidos
Profesor Carter
Entrega para 10/3/14

1. Un deposito abierto contiene 6,0m de agua cubierta por 2,5m de aceite (γ=8,0 KN/m^3).  Halle la presion manometrica en la entrefase y el fondo del deposito.  

2. Si el aire tuviera un peso especifico de 0.0765 lb/ft^3, y fuera incompresible, ¿Cual seria la altura del aire que rodea la Tierra para producir un presion de 14,70 psia en el superficie?

3.  Si la presion atmosferica es 890mbar abs, ¿cual seria la lectura en metros de un barometro que contiene agua a 70 °C.  La presion del vapor de agua a 70 °C es 31158Pa.  


Respuestas:

1.  58,9kPa, 78,9 kPa
2. 27.700 ft
3. 6,03 m

Tablas de Aire

Densidad y Peso Especifico de Aire por Temperatura

Unidades Britanicas

Temperatura - t -(oF)	Densidad - ρ - (slugs/ft3) x 10-3	Peso Especifico - γ -   (lb/ft3) x 10-2
-40	2.939	9.456
-20	2.805	9.026
0	2.683	8.633
10	2.626	8.449
20	2.571	8.273
30	2.519	8.104
40	2.469	7.942
50	2.420	7.786
60	2.373	7.636
70	2.329	7.492
80	2.286	7.353
90	2.244	7.219
100	2.204	7.090
120	2.128	6.846
140	2.057	6.617
160	1.990	6.404
180	1.928	6.204
200	1.870	6.016
300	1.624	5.224
400	1.435	4.616
500	1.285	4.135
750	1.020	3.280
1,000	0.845	2.717
1,500	0.629	2.024

Unidades SI

Temperatura - t -(oC)	Densidad - ρ -(kg/m3)	Peso Especifico - γ - (N/m3)
-40	1.514	14.85
-20	1.395	13.68
0	1.293	12.67
5	1.269	12.45
10	1.247	12.23
15	1.225	12.01
20	1.204	11.81
25	1.184	11.61
30	1.165	11.43
40	1.127	11.05
50	1.109	10.88
60	1.060	10.40
70	1.029	10.09
80	0.9996	9.803
90	0.9721	9.533
100	0.9461	9.278
200	0.7461	7.317
300	0.6159	6.040
400	0.5243	5.142
500	0.4565	4.477
1000	0.2772	2.719

Preguntas sobre la tarea

Esta noche en clase solo vamos a revisar la tarea 2 y 3.  He recibido muchas preguntas y vamos a dedicar esta clase a hablar como resolver estos problemas.   Traiga sus dudas y preguntas y nos vemos en la noche.

Tarea 3

Tarea 3

Mecanica de Fluidos

Para el lunes 17-02-14

1. Un liquido tiene una viscosidad absoluta de 3,5x10^-4 lb*s/ft^2 y un peso especifico de 58 lb/ft^3. Cuales son la viscosidad absoluta y cinematica en el sistema SI.
2. Una placa plana de 250 mm x 800 mm se desliza sobre aceite (μ=0.65 N*s/m^2) por encima de una superficie plana grande. Que fuerza requiere para arrastrar la placa a 1,5 m/s si la pelicula de seperacion del aceite tiene un espesor de 0,5mm
3. Un gato hidraulico del tipo utilizado comunmente para elevar automoviles consiste en un piston de 10,000in de diametro que se desliz dentro de un cilindro de 10,006 in de diametro, estando el espacio anular entre ellos lleno de aceite cuya viscosidad cinematica es 0,0035 ft^2/s y cuya densidad relativa es 0,85. Si la velocidad de desplazamiento del piston es 0,6 fps, halla l fuerza de resistencia por friccion cuando el piston se ha introducido 10 ft en el cilindro.
   Respuestas:
   1. μ=16,76mN*s/m^2, 18,08x10^-6 m^2/s
   2. 390N
   3. 362 lb

Tarea 2

Tarea 2
Profesor Carter
Mecanica de Fluidos
Para el Lunes 17-02-2014

1. Un gas pesa 18 N/m^3 a una cierta temperatura y presión.  ¿Cuales son sus valores de densidad y densidad relativa con respecto al aire que pesa 12,0 N/m^3?

2. El peso especifico de los siguientes liquidos son indicados.  Hallar sus densidades.
a.) 54 lb/ft^3
b.) 7,6 KN/m^3
c.) 46 lb/ft^3
d.)8,9 KN/m^3

3. Inicialmente 1 litro de agua a 10 °C se vierte en un cilindro de vidrio.  Su altura se 1.000,0mm.  Se calienta el agua y el contenedor hasta 80 °C.  Suponiendo que no se produce evaporación, cual será la altura de la columna de agua si el coefficiente de expansión térmico para vidrio es 3,6x10^-6mm/mm°C.  


Respuestas:

1. ρ=1,83 kg/m^3 y s=1,5
2. a. 1,677 slugs/ft^3
    b. 775 Kn/m^3
    c. 1,429 slugs/ft^3
    d. 907 Kn/m^3
3. 1.028,2mm

Ojo que hubo un error en la respuesta del ejercicio 1 que ya esta corregido. Densidad se da en unidades de masa/volumen. Pues la respuesta de densidad se lleva unidades de kg/m^3.

Tambien publique unas tablas con las propiedades del agua a varios temperaturas en la entrada "Tablas de agua". Esto es necesario para el ejercicio 3 y el valor de el coefficiente de expansion termico para vidrio ha sido corregido a 3,6x10^-6mm/mm°C

Tablas de Agua

Densidad y Peso Especifico con temperatura

Unidades Britanticas:

Temperatura - t - (oF)	Densidad - ρ - (slugs/ft3)	Peso Especifico - γ -
		(lb/ft3)	(lb/US gallon)
32	1.940	62.42	8.3436
40	1.940	62.43	8.3451
50	1.940	62.41	8.3430
60	1.938	62.37	8.3378
70	1.936	62.30	8.3290
80	1.934	62.22	8.3176
90	1.931	62.11	8.3077
100	1.927	62	8.2877
120	1.918	61.71	8.2498
140	1.908	61.38	8.2048
160	1.896	61	8.1537
180	1.883	60.58	8.0969
200	1.869	60.12	8.0351
212	1.860	59.83	7.9957

Unidades SI

Temperatura - t - (oC)	Densidad - ρ -(kg/m3)	Peso Especifico - γ - (N/m3)
0	999.8	9.806
4	1000	9.807
10	999.7	9.804
20	998.2	9.789
30	995.7	9.765
40	992.2	9.731
50	988.1	9.690
60	983.2	9.642
70	977.8	9.589
80	971.8	9.530
90	965.3	9.467
100	958.4	9.399

Viscosidad Absoluta y Cinematica

Unidades Britanicas

Temperatura - t -(oF)	Viscosidad Absoluta - µ -  (lbf s/ft2) x 10-5	Viscosidad Cinematica - ν -(ft2/s) x 10-5
32	3.732	1.924
40	3.228	1.664
50	2.730	1.407
60	2.344	1.210
70	2.034	1.052
80	1.791	0.926
90	1.580	0.823
100	1.423	0.738
120	1.164	0.607
140	0.974	0.511
160	0.832	0.439
180	0.721	0.383
200	0.634	0.339
212	0.589	0.317

Unidades SI

Temperatura - t - (oC)	Viscosidad Absoluta - µ -(Pa s, N s/m2) x 10-3	Viscosidad Cinematica - ν -(m2/s) x 10-6
0	1.787	1.787
5	1.519	1.519
10	1.307	1.307
20	1.002	1.004
30	0.798	0.801
40	0.653	0.658
50	0.547	0.553
60	0.467	0.475
70	0.404	0.413
80	0.355	0.365
90	0.315	0.326
100	0.282	0.29