ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL (ESPOL) FACULTAD DE ING. EN CIENCIAS DE LA TIERRA (FICT) 2do. EXAMEN DEMECÁNICA DE FLUIDOS ESTUDIANTE: # MATRÍCULA: Término: 2014-1 - ------------------ PARALELO lFECHA:03/1X/2014 INDICACIONES GENERALES: 1) Lea atentamente TODAS las especificaciones de cada problema. Escriba claramente. 2) Tomar en cuenta el Art. 21 del Reglamento de Evaluaciones y Calificaciones de Pregrado de la ESPOL (sobre deshonestidades Académicas premeditada y circunstancial), el Artículo 7, literal g del Código de Ética de la ESPOLy la Resolución del Consejo Académico CAc':"2013-108,sobre compromiso ético de los estudiantes al momento de realizar un examen escrito. No tome riesgos innecesarios en ese sentido. 3) Tiene 2 horas para completar su examen. [Éxiros! Ira.P ARTE(20PUNTOS): 1.- Sobre tuberías, escoja la opción VERDADERA: @l (2 puntos) sistema en serie establece que las pérdidas son acumulativas entre el punto de inicio y fin de la tubería. b) El sistema en paralelo establece que las pérdidas son diferentes entre el inicio y fin de tubería. e) Las pérdidas menores se dan exclusivamente gracias a codos y válvulas. d) Las pérdidas mayores son por causa de la longitud efectiva. 16 puntos) 2.- Las tres clases de similitud son: 6eoWl¿tr¡'(A 3.- Verdadero Ct"Ylemft\t..P.. o Falso: "Cuando existen Reynolds adimensional de Darcy sólo depen~e ~. I -Vi ntt rrn.' C~ muy altos, el coeficiente la rugosidad relativa": \:V F í! punto) ª 4.- Conteste: "¿En general, cuál objeto resultaría tener menos coeficiente de arrastre: una esfera, o un cilindro?:r puntos) tzs te '(o... . 5.- Verdadero o Falso: "Si se comparan 2 tuberías con ..... ": • V (.fj 16 puntos) Igual fluido, material, longitud, y velocidad: la de mayor diámetro ocasiona mayores pérdidas de carga. 1 {~)F : Igual velocidad y diámetro: aquella con fluido de mayor viscosidad cinemática ocasiona menor turbulencia. @ :Igual fluido y diámetro, • V@Igual la de mayor rugosidad ocasiona mayor fricción. fluido, longitud, material y diámetro: la de mayor velocidad ocasiona menores pérdidas de carga. ª 6.- Marque con X lo INCORRECTO sobre la práctica de "Flujo laminar vs compresible" (práctica B) (puede haber una o más de 1 respuesta) puntos) IXI Las pérdidas de presión se hacían notables usando como fluido-dato al Hg. IXI El flujo turbulento se lograba cerrando un poco la llave, a fin de aumentar la velocidad. IX] El tubo Pitot en la sección 20 medía exclusivamente a la carga de velocidad. D Los manómetros conectados a las secciones 1 a la 19 medían presiones estáticas. 7.- Conteste en NO MÁS DE 3 LÍNEAS:En la práctica "Pérdidas por fricción en tuberías, a qué atribuiría Ud parte del error entre los caudales observados, y los calculados por iteración? puntos) º e /11aJ~ s.:Escoja llopción CO~CTA, a lo Ia~ o sobreconservació~~e "moméntum":(3puntos) D "La ecuación de conservación de cantidad de movimiento proviene de la 3ra ley de Newton" IXI "La sumatoria de fuerzas sobre el sistema es igual a la sumatoria de entradas y salidas de Moméntum, hacia y desde el volumen de control, para flujo permanente" D "Para conservación de Moméntum angular, la sumatoria de momentos rige sobre el volumen de control rige el lado izquierdo de la ecuación del Teorema de Reynolds". 9.- Comente concisa y brevemente en no más de 4 líneas: º puntos) Dada una tubería, ¿en qué situación las pérdidas menores podrían afectar más que las pérdidas mayores? t~ el can fM 7~ ~;t¡'I/rI~ ft14 mil)! (fh,fo.{aria de kngt"td w:'iJ f!e1uUiíp. J; k,;&'erc-m mi!0W ~b>-IvJ' bm...- ilt/lrú 1M) ---r;;, fA Ícr(ÁÚÓrluJj C9dos" efL. 2 '- NOMBRE: # MATRÍC-UL-A-: ================-EXAM--E-N-F-IN-A-L-ME-C-. F-L-rn-D-O-S-,2-0-14---I,-E-S-PO-L---FI-C-T I1da.P ARTE(l OPUNTOS): Se va a predecir el arrastre de un transductor de sonar, a partir de datos de prueba de un túnel de viento. El prototipo, una esfera de 1 pie de diámetro, se va a remolcar a 5 nudos (o millas náuticas por hora) en agua de mar a 5°C. El modelo tiene 6 pulgadas de diámetro. Determine la velocidad de prueba requerida en aire. Si el arrastre del modelo en las condiciones de prueba es 5.58 lbf, estime el arrastre del prototipo. Considere: 1 milla náutica = 6080 pies. Agua de mar: peso volumétrico a 5°C = 64.078 lbf/pie ', viscosidad cinemática= 1.68 x 10-5 pie2/s. Peso volumétrico del aire = 0.0766 lbf/pie", viscosidad cinemática del aire = 1.56 x 10-4 pie2/s. Número ni d e arrastre umero pl ~Iohjc 1!..,~1.pí~ F fJ i/21J 2. : ~oe;klo: ri~ 0AM ~ ~ .5 m'/~ 1'7...,;h~e. p - -r; r:S(JC rvn -=- s,~:¡!lb!' 1(A -ry;::7 '¿ye. +a~m&Y(' '·f 3 1.08 x 10 -5 ¡Ole f¡; b t.f,o:U .1hJlrie a) ~¡J V; ~ ~f '= .1.S"b'¡(. /o-'Il'le't.~ f/tl're. :::-OIJ ~G 6 !hl!t «w -:::: IItUl ~ ? Vf?7:::- hJ7rtll C'= :? 32,2 pie./t;?' = ¡f~ ~ ~CPW1 , ~ ~. i) Vm~ '!d r1::]~(s-x ~)(=) I-!'Sb~/"~'] ~ V trI:::: ~ :1.,&fX:IO~ 4S, J:¿ IJI'e4 n 6x -== i# 3 NOMBRE: # MATRÍCULA: ______ - EXAMEN FINAL MEC. FLUIDOS, 2014-1, ESPOL-FICT I1lra.P ARTE(20PUNTOS): Un depósito de agua B (de nivel variable) es alimentado mediante lID. conducto de 400 m de longitud y 200 mm de diámetro, por otro recipiente A de nivel constante. Por otra parte, el depósito B alimenta otro conducto de 200 m de longitud y diámetro desconocido que descarga al ambiente a la elevación de O m. Los conductos son de hierro fundido (cast iron). Determinar el diámetro desconocido para que el nivel en B permanezca constante a la elevación de 4 m. Tome la viscosidad cinemática del agua como 1*10-6 m2/s y su densidad como 1000 Kg/m3. Use el diagrama de Moody, o las ecuaciones de Colebrook o Haaland para sus cálculos. I!C Cota: 14 m ~j=~===~=:~ J-_-_-_- .: A I L J!l13 "; As\ O o .-..L o (j" J/¡;O m rP=o.ZY11 Cota: 4111 ~ +~+~.~*Yk8+h: ~:::::m:======i ~ P~;-? 2LKJy¡¡1"Il -, ~óaa,,{ ~. !.~:::-2{}Oh? Q 2.6 i1?m.=- 0,01){3 ~~~~o," .:::? O . Cota: O m --~------- '----.. ._-.U. ~itYne.fj./,04 VM (,,~er-a{¡'v~): =If f 12., v"a @ ..,tft-->iI~ 1.. 0.02 2 0.02/5 f O.()2f5 2.14 4.22.>4/0 5 0·0215 ocl Z. 0.2.. 2.,14 3 O.2..1 .(.~l{ tf2.2.Soo 3823O'J 0.0215 0,01fo6 0,0214 (),OLt- tO¡1}2~ r:::!J 0.0212 O~! '--' COYr1~~\'m I