TAREA  4 de Fluidos y Termodinámica

Prob 14-90 pag. 457
Fluye agua continuamente de un tanque abierto como en la figura. La altura del punto 1 es de 10 m., y la de los puntos 2 y 3 es de 2 m. El área transversal en el punto 2 es de 0.03 m2; en el punto 3 es de 0.015 m2. El área del tanque es muy grande en comparación con el área transversal del tubo. Si se aplica la ecuación de Bernoulli, calcule a) la rapidez de descarga en m3/s; b) la presión manométrica en el punto 2.
Solución
 

Prob 14-93 pag. 458
Dos tanques abiertos muy grandes A y F (ver figura) contienen el mismo líquido. Un tubo horizontal BCD, con una constricción en C y abierto al aire en D, sale del fondo del tanque A. Un tubo vertical E sale de la constricción en C y baja al líquido del tanque F. Suponga flujo de línea corriente y cero viscosidad. Si el área transversal en C es la mitad del área en D, y si D está a una distancia h1 por debajo del nivel del líquido en A, ¿A qué altura h2 subirá el líquido en el tubo E? Exprese su respuesta en términos de h1.
Solución

Prob 14-94 pag. 458
El tubo horizontal de la figura tiene un área transversal de 40 cm2 en las porciones más anchas y de 10 cm2 en la constricción. Fluye agua en el tubo, y la descarga de éste es de 0.005 m3/s. Calcule a) la rapidez de flujo en las porciones ancha y estrecha; b) la diferencia de presión entre estas porciones; c) la diferencia de altura entre las columnas de mercurio en el tubo con forma de U.
Solución

Prob 14-99 pag. 458
El tanque de la izquierda de la figura (a) tiene un área transversal muy grande, una profundidad y = 0.6 m y está abierto a la atmósfera. Las áreas transversales de los tubos horizontales son 1 cm2, 0.5 cm2 y 0.2 cm2. El líquido es ideal (viscosidad = 0). A)Determine la razón de flujo de volumen de salida del tanque. B) Calcule la rapidez en cada porción del tubo horizontal. C) ¿Qué altura tiene el líquido en cada uno de los 5 tubos verticales? D) Suponga que el líquido de la figura (b) tiene una viscosidad de 0.05 poise y una densidad de 800kg/m3, y que la profundidad de líquido en el tanque grande es tal que la razón de flujo de volumen es la misma que en (a). La distancia entre c y d, y entre e y f, es de 0.2 m. Las áreas transversales de los tubos horizontales son las mismas en ambos diagramas. ¿Qué diferencia hay entre las alturas de las columnas en los tubos c y d?   E) ¿Y en los tubos e y f?   F) ¿Qué rapidez de flujo hay en el eje de cada parte del tubo horizontal?
Tiene dos dibujos.