PRIMER EXAMEN PARCIAL DE MATEMATICAS III

Examen Ordinario de TurbomaquinariaNOMBRE DEL ALUMNO: _________________________________________________________ CALIF: _______PARTE I. FALSO/VERDADEROEscribir en el parntesis si la aseveracin es falsa o verdadera. Respuesta correcta: 1,0 puntos. Respuesta incorrecta: 0,5 puntos; respuesta sin contestar: 0 puntos.PROPOSICINF/V

1. Entra aire a una tobera convergente; el nmero de Mach en la salida siempre ser mayor que uno.( )

2. Las condiciones crticas se presentan en la garganta de una tobera convergentedivergente cuando M = 1.( )

3. Para un gas ideal, la temperatura y presin crticas dependen slo del nmero de Mach.( )

4. Para mejorar la eficiencia de las turbinas de gas en lugares con baja humedad atmosfrica se recomienda adicionar agua aparte de recalentar en las etapas de expansin y emplear los gases de salida de la turbina para precalentar el gas que entra al quemador.( )

5. El proceso de flujo a travs de una onda de choque puede considerarse isentrpico.( )

6. Las turbomquinas en las que el grado de reaccin es cero se llaman de reaccin.( )

7. La ecuacin de Euler permite calcular el par en el rodete de las mquinas que emplean fluidos.( )

8. Una turbomquina es un dispositivo que produce la energa entre un fluido en movimiento y un elemento rotativo debido a la accin dinmica.( )

9. En una turbina de accin el rodete trabaja a presin constante y no cuenta con tubo de aspiracin( )

10. En el diseo de bombas, si no se quieren fenmenos de inestabilidad y oscilacin, el ngulo de los labes a la salida debe ser mayor a 90(curvado hacia atrs)-( )

PARTE II. OPCIN MLTIPLE. Colocar la opcin de la respuesta correcta en el parntesis de la derecha. Respuesta correcta: 2,5 puntos. Respuesta incorrecta: 1,0 puntos. Respuesta sin contestar: 0 puntos. Tiempo de solucin: 15 minutos.1. Cmo se le llama al fenmeno que se presenta en una tobera convergente cuando ya no puede pasar ms flujo msico por ella y se alcanza un nmero de Mach igual a uno?a) Onda de choqueb) Condiciones de estagnacinc) Estrangulamientod) Grado de reaccin( )

2. Cul de las siguientes mquinas se puede considerar una turbomquina?a) Compresor de tornillob) Torno CNCc) Motor Dieseld) Bomba( )

3. En la seleccin de bombas centrfugas, qu grfica es ms comn utilizar para determinar sus caractersticas?a) carga vs. eficienciab) potencia vs. cargac) par vs. Cavitacind) flujo volumtrico vs. carga( )

4. Cul de las siguientes se puede considerar una turbomquina hidrulica?a) Turbina de gasb) Turbina de vaporc) Turbocompresor axial.d) Ventilador( )

5. Cul de las siguientes ecuaciones se emplea para calcular la energa en una turbomquina?a) Ec. De Eulerb) Ec. de Van der Waalsc) Ec. de Bernoullid) Ec. de NavierStokes( )

6. El lugar geomtrico de los puntos donde se lleva a cabo la condensacin sin importar la temperatura y presin iniciales a la entrada de la tobera se denomina:a) Lnea de Rayleigh b) Lnea de Wilson c) Lnea de Fano d) Lnea de saturacin( )

7. Cmo se les llama a las turbomquinas con grado de reaccin igual a uno?a) De flujo mixtob) De accinc) De reaccind) Centrfugas( )

8. La potencia mecnica que un aerogenerador es capaz de extraer de la energa cintica del viento no depende, fundamentalmente del; a) Cubo de la velocidad del viento, b) Dimetro del circulo barrido por las palas. c) Coeficiente de potencia del rotor Cp (que depende de la forma aerodinmica de la pala) d) Nmero de palas cuando se utilizan ms de tres palas (especialmente cuando se trata de rotores ( )

9. Cul de las siguientes se puede considerar como una mquina de desplazamiento positivo?a) Turbina Peltonb) Turbina de Lavalc) Turbocompresord) Bomba de engranes( )

10. Las turbinas tipo Pelton por la direccin del flujo sona) De flujo radialb) De flujo mixtoc) De flujo axiald) De flujo de recirculacin( )

PARTE II. PROBLEMAS OPCIN MLTIPLE. Escribir en el parntesis de la derecha la opcin que complemente correctamente al problema planteado. Si el resultado que obtenga no coincide con ninguna de las tres primeras opciones, anote su resultado en el espacio de la opcin d) y escriba d en el parntesis. Valor de cada respuesta correcta: 5 puntos; valor de cada respuesta incorrecta: 3 puntos; valor de cada respuesta sin contestar: 0 puntos.1. Llega gas Argn a una tobera convergente-divergente a una baja velocidad a 20C y 120 kPa, y sale de la tobera a velocidad supersnica. Si el rea la seccin transversal de la garganta es de 0.225 m2, el flujo msico por la tobera es a) 21 kg/s b) 122 kg/sc)79 kg/sd) ( )

2. Fluye aire en un tunel de viento a 8C y 86 kPa a una velocidad de 235 m/s. El nmero de Mach del flujo es a) 2.1b) 1.4 c) 0.70 d)( )

3. Helio sale de una tobera convergentedivergente con un nmero de Mach de 2,86. Si el rea de salida es de 3 cm2, cul es el rea de la garganta, en cm2?a) 0,72b) 0,81c) 0,91d) ( )

4. En la fig. 1 se muestra el desempeo de una bomba centrfuga para varios dimetros del impulsor. Para una bomba de ese tipo con un impulsor de 11.25 in de dimetro, qu potencia, en hp, se esperara para suministrar 28 L/s? a) 5 b) 7.5c) 10d) ( )

5. Para la bomba del problema 7, cul es su eficiencia, en %? a) 74b) 76c) 78d) ( )

6. Un sistema de bombeo requiere 10 L/s de agua con una carga de 10 m, cul de las bombas de la fig. 1 recomendara para esta aplicacin?; a) 6.75 pulg b) 8.25 pulg c ) 9.75 pulgd) ( )

Fig. 1. Rendimiento de una bomba Taco Modelo 4010PARTE III. PROBLEMA. Resolver el siguiente problema. Para la turbina mostrada en la figura 2, explique cuantos y qu tipo de escalonamientos tiene, si la turbina es de accin o de reaccin y dibuje los diagramas de presin y velocidad para el vapor en los escalonamientos. Valor del problema correctamente resuelto: 20 puntos.

Fig. 2. Corte esquemtico de una turbina de vapor(Fuente: Eastop, Applied Thermodynamics, Longman, 1993.)270912tito