OPERACIONES CON FLUIDOS – EJERCICIOS 1

1. Por un tubo de 2 cm de diámetro están circulando 0,6 m3/h de aceite de

oliva de densidad 0,92 gr/ml. Calcular la velocidad de flujo del aceite de

oliva si el diámetro de la tubería se reduce a 1.2 cm.

2. En un depósito el nivel del agua sobre la salida del tubo de descarga es de 5

m. El depósito se encuentra a presión atmosférica y el tubo descarga al

ambiente. Calcular el caudal con que se descarga el agua si el diámetro del

tubo es de 1,2 cm.

3. El agua se eleva 35 metros hasta un depósito, por un tubo de 7,5 cm de

diámetro. Si es necesario elevar 2 m3/min de agua, calcular la potencia que

debe tener la bomba si se sabe que esta tiene una eficiencia del 75%.

Calcule también el ∆P que ha de desarrollar la bomba.

4. Se bombea aceite de soya desde un tanque de almacenamiento hasta un

recipiente de procesado, ambos operando a presión atmosférica. La

distancia entre los dos tanques es de 148 m y en la tubería se encuentran

instalados 6 codos de 90°, dos válvulas de compuerta abierta ½ y una

válvula de compuerta abierta. Si el recipiente de procesado se encuentra

3m por encima del tanque de almacenamiento calcular la potencia

requerida para bombear el aceite a 20°C (ρ: 0,90 gr/ml, µ=3,8 X 10-2 N.s./m2)

con un flujo másico de 20 ton/h, a través de una tubería de acero de 5 cm

de diámetro, sabiendo que el rendimiento de la bomba es del 70%.

5. Se emplea una tubería de acero inoxidable de 3 cm de diámetro nominal

para bombear alimento líquido (densidad 1040 kg/m3 y viscosidad 1600 X

106 Pa) a un tanque de depósito, cuyas dimensiones son 1,5 m de diámetro y

3 m de altura.

a. ¿Cuál es el tiempo mínimo para llenar el tanque con este alimento líquido

si el alimento se transporta en flujo laminar en la tubería?

b. ¿Cuál será el tiempo máximo para llenar el depósito si el flujo en la tubería

es turbulento?

6. A qué velocidad mínima debe fluir agua líquida, a 20°C, en un tubo de 5 cm

de diámetro interior, para que su flujo sea de régimen turbulento.

7. La velocidad de volumétrica de flujo de la cerveza en un tubo es de 1,8 L/s.

El diámetro interior de la tubería es de 3 cm. La densidad de la cerveza es de

1100 kg / m3. Calcular a) velocidad media de la cerveza en la tubería; b)

flujo másico en kg/s. Si se utiliza otro tubo con un diámetro interior de 1,5 cm

y se mantiene el mismo flujo volumétrico, c) cuál es la nueva velocidad

media y flujo másico de la cerveza?

8. Se bombea agua líquida a 30°C a través de una sección de tubería de

acero de 30 m de longitud y 2,5 cm de diámetro, con un flujo másico de 2

kg/s. Calcular la pérdida de presión debido a la fricción en la sección de la

tubería.

9. Calcule la caída de presión debido a la fricción del fluido a través de 50 m

de tubería de acero de una pulgada de diámetro nominal, que incluye 5

codos de 90 grados. Por la tubería fluye salsa de tomate (fluido no

Newtoniano, con K=12,5 Pa.sn/cm2 y n: 0,45) con un caudal de 5

galones/min.

10. Un tanque de acero de 3 m de diámetro de acero contiene vino. El tanque

está lleno a 5 m profundidad. Un puerto de descarga, 10 cm de diámetro, se

abre para drenar el vino.

Calcular la velocidad de descarga de vino, suponiendo que el flujo es

constante y

sin fricción, y el tiempo requerido en el vaciado.

11. En una operación de concentración por evaporación se requiere obtener

3500 Kg/h de una solución concentrada al 37% p/p (=0.89 gr/ml = 0.92 cp).

La cantidad requerida de solución diluida (concentración 8% en peso =0.92

gr/ml = 0.90 cp) para cuatro horas de operación se mantiene en un tanque

cilíndrico, fondo plano de diámetro 6 pies.

La corriente de solución concentrada deberá llevarse hasta un tanque

ubicado a 90 pies sobre el nivel de la descarga de acero 4 pul calibre 80. a. Hacer el diagrama.

b. Calcular la presión en el fondo del tanque (carga estática) de almacenamiento de

la solución diluida.

c. Calcular w y P de la bomba si se sabe que la eficiencia de la bomba es del 75%.