Ingeniería Aplicada

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA D11.1 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. D11.1 Para reducir los costes de electricidad, el sistema de suministro de agua de una ciudad descarga por gravedad el agua de cinco grandes depósitos durante el día y los rellena de 10 de la noche…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA PE11.6 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. PE11.6 Una turbomáquina interesante [58] es el acoplamiento fluido de la Figura PE11.6, en el que el rotor de una bomba hace circular fluido con el que impulsa una turbina secundaria unida a un eje distinto.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA PE11.5 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. PE11.5 Estime el rendimiento de la bomba del Problema P11.23 de dos formas. (a) Léalo directamente de la Figura 11.7b (para la bomba de agua dinámicamente semejante) y (b) calcúlelo a partir de la Ecuación (11.5)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA PE11.4 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. PE11.4 El sistema de la Figura PE11.4 se ha diseñado para conducir agua a 20 °C de un depósito a nivel del mar a otro depósito a través de un conducto de hierro fundido de 38…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA PE11.3 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. PE11.3 Reconsidere el Problema P6.77 como un ejercicio sobre la selección de una turbina. Seleccione el tamaño del rotor y la velocidad de rotación de una turbina de Francis de la familia de la Figura 11.21d…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA PE11.2 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. PE11.2 Reconsidere el Problema P6.62 como un ejercicio sobre la selección de una bomba. Seleccione el tamaño del rotor y la velocidad de rotación de una bomba de Byron Jackson de la familia del Problema P11.28…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA PE11.1 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. PE11.1 La carga neta de la bomba de un pequeño acuario está dada por su fabricante en función del caudal según se presenta en la siguiente tabla ¿Cuál es el caudal máximo que puede obtenerse si…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C11.10 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. C11.10 Busque alguna información sobre las actuaciones de las hélices libre que se emplean en aviones de pequeño tamaño y baja velocidad. ¿Cuáles son sus parámetros adimensionales típicos? ¿Cómo se comparan sus rendimientos y actuaciones con…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C11.9 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. C11.9 ¿Por qué las turbinas de Francis y Kaplan en general no se consideran apropiadas para instalaciones hidroeléctricas con más de 1000 ft de carga disponible? Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C11.8 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. C11.8 Explique por qué las curvas características de algunas bombas pueden dar lugar a condiciones de funcionamiento inestables. Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C11.7 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. C11.7 Un parámetro no discutido en este libro es el número de álabes de un rotor. Busque información sobre este tema e informe a la clase sobre su efecto en las actuaciones. Solución: Solución 1: Canal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C11.6 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. C11.6 Considere el diagrama de curvas características de una bomba de la Figura 11.8. ¿Qué parámetros adimensionales podrían modificar o incluso destruir las semejanzas indicadas en tales datos? Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C11.5 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. C11.5 Los datos de actuaciones de las bombas centrífugas muestran una disminución del rendimiento con el tamaño del rotor, incluso cuando están escaladas geométricamente. Discuta las razones físicas de este comportamiento. Solución: Solución 1: Canal CONSULTA…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C11.4 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. C11.4 Wallis [20] sugiere para las actuaciones adimensionales de un ventilador que el coeficiente de carga debe ser reemplazado por FTP/(ρn2 D2 ), donde FTP es el cambio total de presión del ventilador (fan total pressure…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C11.3 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. C11.3 El concepto de NPSH indica que las bombas dinámicas para líquidos deben estar generalmente sumergidas bajo la superficie. ¿Puede explicarlo? ¿Cuál es el efecto de incrementar la temperatura del líquido? Solución: Solución 1: Canal CONSULTA…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C11.2 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. C11.2 Las bombas dinámicas (al contrario que las PDP) tienen dificultades para bombear fluidos muy viscosos. Lobanoff y Ross [15] sugieren la siguiente regla aproximada: D (in) > 0,015ν/νagua, donde D es el diámetro del conducto…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA C11.1 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. C11.1 Sabemos que un rotor de palas encapsulado puede proporcionar energía a un fluido, generalmente en forma de incremento de presión. ¿Cómo ocurre realmente? Discuta, dibujando esquemas, el mecanismo físico por el que el rotor transfiere…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.103 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.103 El Departamento de Energía norteamericano construyó un aerogenerador VAWT de tipo Darrieus de gran tamaño en Sandia, Nuevo Méjico. Tiene una altura de 60 ft y un diámetro de 30 ft, barriendo un área de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.102 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.102 Un molino de viento multipala HAWT norteamericano de 6 ft de diámetro se emplea para bombear agua hasta una altura de 10 ft a través de un conducto de hierro de fundición de 3 in…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.101 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.101 En Lumsden, Saskatchewan, se encuentra en funcionamiento un aerogenerador VAWT de tipo Darrieus con una altura de 32 ft y un diámetro de 20 ft, que barre un área de 432 ft2 . Estime (a)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.100 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.100 Uno de los mayores aerogeradores que están actualmente en funcionamiento es el aerogenerador HAWT de dos palas de ERDA/NASA en Sandusky, Ohio. Las palas tienen un diámetro de 125 ft y proporcionan su potencia máxima…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.99 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.99 Las turbinas también pueden cavitar cuando la presión en el punto 1 de la Figura P11.98 se reduce demasiado. Empleando la NPSH definida por la Ecuación (11.20), Wislicenus [4] proporcionó un criterio empírico para la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.98 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.98 Las turbinas de Francis y Kaplan a menudo se instalan con tubos de descarga, Figura P11.98, que conducen el flujo de salida hasta la zona de aguas remansadas. Explique al menos dos ventajas de emplear…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.97 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.97 Considere la siguiente versión no óptima del Problema P11.95: H = 450 m, L = 5 km, D = 1,2 m, Dj = 20 cm. El salto está hecho de hormigón de ε = 1…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.96 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.96 Aplique los resultados del Problema P11.95 para determinar (a) el diámetro del salto y (b) el diámetro de la tobera óptimos para una altura manométrica de 800 ft y un caudal de 40.000 gal/min si…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.95 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.95 Se puede hacer una estimación teórica del diámetro del salto hidráulico de la instalación de una turbina de impulso como la de la Figura P11.95. Suponga que L y H son conocidos y que las…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.94 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.94 La turbina helicocentrífuga de la Figura P11.93 fue construida y ensayada en la Universidad de Rhode Island. Los álabes están fabricados con un tubo de PVC cortado longitudinalmente en tres piezas de 120°. Cuando fue…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.92 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.92 Se está construyendo una presa en un río para instalar en ella una turbina hidráulica. El caudal es de 1500 m3 /h, la altura manométrica disponible es de 24 m y la velocidad de la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.91 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.91 El flujo a través de una turbina axial se puede idealizar modificando los diagramas de rotor y estátor de la Figura 11.12 para la absorción de energía. Esquematice una configuración adecuada de flujo y álabes…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.90 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.90 En la Figura P11.90 se muestra una turbina radial ideal. El flujo entra formando 25° con el ángulo de los álabes, según se muestra. El caudal es de 8 m3 /s de agua a 20…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.89 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.89 Una turbina Pelton de 12 ft de diámetro opera con una altura manométrica de 2000 ft. Estime la velocidad, potencia de salida y caudal en las condiciones de mayor rendimiento si el diámetro de salida…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.88 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.88 Las actuaciones de una pequeña turbina de agua (D = 8,25 cm), que opera con una altura manométrica de 49 ft, son las siguientes:(a) ¿De qué tipo de turbina parece tratase? (b) ¿Por qué estos…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.87 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.87 En la Figura P11.87 se presenta una turbina radial ideal. El flujo entra a 30° y sale radialmente de su interior. El caudal es de 3,5 m3 /s de agua a 20 °C. La anchura…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.86 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.86 La planta hidroeléctrica de Tupperware, en el río Blackstone, tiene cuatro turbinas de 36 in de diámetro, cada una de las cuales proporciona 447 kW a 200 rpm y 205 ft3 /s con una carga…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.85 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.85 Las turbinas de la planta Conowingo, en el río Susquehanna, proporcionan 54.000 hp a 82 rpm con una carga de 89 ft. ¿De qué tipo son estas turbinas? Estime el caudal y el diámetro del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.84 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.84 Cierto número de turbinas se van a instalar de forma que la altura manométrica total sea de 400 ft y el flujo de 250.000 gal/min. Discuta el tipo, número y tamaño de la turbina que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.83 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.83 La curva de carga en función de caudal de la Figura P11.83 es característica de una bomba determinada. Explique cómo una curva de estas características podría producir inestabilidades en el funcionamiento de la bomba. ¿Qué…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.82 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.82 La curva en S de carga en función del caudal de la Figura P11.82 representa el funcionamiento de una bomba axial determinada. Explique cómo una curva de estas características podría producir inestabilidades en el flujo.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.81 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.81 Reconsidere el sistema de la Figura P6.62. Emplee la bomba Byron Jackson del Problema P11.28 funcionando a 2134 rpm, sin escalar, para bombear el fluido. Determine el caudal entre los depósitos. ¿Cuál es la bomba…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.80 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.80 Se propone emplear en paralelo una bomba de 32 in y otra de 28 in de las de la Figura 11.7a para mover agua a 60 °F. La curva de carga del sistema es Hs…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.79 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.79 Las dos bombas de 32 in de la Figura 11.7a van a ser colocadas en serie a 1170 rpm para subir agua mediante un conducto vertical de 500 ft de hierro fundido. ¿Cuál debería ser…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.78 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.78 Suponiendo que las dos bombas de la Figura P11.75 se modifican para estar en serie funcionando a 710 rpm, ¿cuál es el diámetro del conducto que se requiere para que funcionen en el PMR? Solución:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.77 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.77 Dos bombas del tipo de las ensayadas en el Problema P11.22 se quieren emplear a 2140 rpm para bombear verticalmente agua a 20 °C mediante un conducto de 100 m de acero comercial. ¿Deberían estar…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.76 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.76 Las dos bombas de 32 in de la Figura 11.7a están combinadas en paralelo para mover agua a 60 °F a través de 1500 ft de conducto horizontal. Si ƒ = 0,025, ¿cuál es el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.75 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.75 Las dos bombas de 35 in de la Figura 11.7b están instaladas en paralelo en el sistema de la Figura P11.75. Despreciando las otras pérdidas para agua a 20 °C, estime el caudal y la…