Capítulo 05. Ecuación de conservación de masa, de Bernoulli y de la energía

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-61I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-61I Se mide la velocidad del aire en un ducto por medio de una sonda de Pitot y presión (tubo de Prandtl) conectada a un manómetro diferencial. Si el aire está a 13.4 psia de presión…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-60 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-60 Se usa una sonda de Pitot y presión (tubo de Prandtl) conectada a un manómetro de agua para medir la velocidad del aire. Si la deflexión (la distancia vertical entre los niveles de fluido en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-59 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-59 El nivel del agua en un tanque está 20 m arriba del suelo. Se conecta una manguera al fondo del tanque y la boquilla que está en el extremo de dicha manguera se apunta directo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-58 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-58 Se puede usar una bomba manual, para inflar llantas de bicicleta, como un atomizador para generar una fina niebla de pintura o plaguicida cuando se fuerza aire a una velocidad alta por un pequeño agujero…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-57 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-57 La presión del agua en las tuberías principales de una ciudad, en un lugar determinado, es de 400 kPa manométricos. Determine si esta tubería principal puede alimentar agua a los vecinos que están 50 m…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-56I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-56I Fluye aire por un medidor de Venturi cuyo diámetro es de 2.6 in en la parte de entrada (ubicación 1) y 1.8 in en la garganta (ubicación 2). Se mide que la presión absoluta es…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-55 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-55 Se tiene aire a 110 kPa y 50°C que fluye hacia arriba por un ducto inclinado de 6 cm de diámetro, a razón de 45 L/s. Entonces, mediante un reductor, el diámetro del ducto se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-54 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-54 Vuelva a considerar el problema 5-52. Use el Software de EES (o cualquier otro programa de este tipo) e investigue el efecto del diámetro del tubo de descarga sobre el tiempo necesario para vaciar la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-53 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-53 Vuelva a considerar el problema 5-52. Determine cuánto tiempo transcurrirá para que la alberca se vacíe. Respuesta: 19.7 h Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-52 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-52 Se va a vaciar el agua de una alberca de 10 m de diámetro y 2 m de alto arriba del suelo Se destapará un tubo horizontal de 3 cm de diámetro y 25 m…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-51 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-51 Se va a medir la velocidad del aire en el ducto de un sistema de calefacción mediante una sonda de Pitot y presión estática (tubo de Prandtl) introducida en ese ducto, paralela al flujo. Si…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-50 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-50 Un avión vuela a una altitud de 12 000 m. Determine la presión manométrica en el punto de estancamiento sobre la nariz del avión, si la velocidad de éste es de 200 km/h. ¿Cómo resolvería…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-49I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-49I Se tiene agua que fluye por un tubo horizontal a razón de 1 gal/s. El tubo consta de dos secciones con diámetros de 4 in y 2 in, con una sección reductora suave. Se mide…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-48 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-48 Entra agua de manera estacionaria a un tanque de diámetro DT, con un flujo de masa de m . in. Un orificio de diámetro Do que está en el fondo deja que el agua se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-47I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-47I Un sifón bombea agua desde un depósito grande hacia un tanque más abajo que está inicialmente vacío. El tanque también tiene un orificio de bordes redondeados a 15 ft hacia abajo de la superficie del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-47 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-47 Un sifón bombea agua desde un depósito grande hacia un tanque más abajo que está inicialmente vacío. El tanque también tiene un orificio de bordes redondeados a 15 ft hacia abajo de la superficie del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-46 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-46 Vuelva a considerar el problema 5-45. Use el Software de EES (o cualquier otro programa de este tipo) e investigue el efecto de la altura del agua sobre la velocidad de descarga. Suponga que la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-45 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-45 Un tanque presurizado de agua tiene un orificio de 10 cm de diámetro en el fondo, donde el agua se descarga hacia la atmósfera. El nivel del agua está 3 m arriba de la salida.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-44 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-44 El diámetro de un tanque cilíndrico de agua es DT y su altura es H. El tanque está lleno con agua, y abierto a la atmósfera. En el fondo se abre un orificio de diámetro…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-43 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-43 Un piezómetro y un tubo de Pitot se fijan a tomas en un tubo horizontal de agua de 3 cm de diámetro y se mide que las alturas de las columnas de agua son de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-42I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-42I El agua para beber que se necesita en una oficina se surte en garrafones de agua. Se introduce uno de los extremos de una manguera de plástico de 0.25 in de diámetro en el garrafón…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-41 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-41 Mientras circula por un camino en mal estado, el fondo de un automóvil choca contra una roca filosa y esto causa un agujero pequeño en el tanque de gasolina. Si la altura de la gasolina…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-40 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-40 Se usa una sonda de Pitot y de presión estática (tubo de Prandtl) para medir la velocidad de un avión que vuela a 3 000 m. Si la lectura de la presión diferencial es de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-39C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-39C En climas fríos, los tubos de agua pueden congelarse y reventarse si no se toman las precauciones apropiadas. En uno de esos sucesos, la parte expuesta de un tubo que está sobre el suelo se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-38C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-38C Se va a medir la velocidad de un fluido que fluye en un tubo mediante dos manómetros diferentes de mercurio, del tipo de Pitot, como se muestra en la figura P5-38C. ¿Esperaría el lector que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-37C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-37C Se conecta un manómetro de vidrio, con aceite como fluido de trabajo a un ducto de aire, como se muestra en la figura P5-37C. ¿El aceite fluirá en el manómetro como se ve en la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-36C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-36C Una estudiante pasa agua, por acción de un sifón, sobre un muro de 8.5 m de alto a nivel del mar. Después sube a la cima del Monte Shasta (altitud 4 390 m, Patm  58.5…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-35C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-35C Explique cómo y por qué funciona un sifón. Alguien propone hacer pasar agua fría, por acción de un sifón, sobre un muro de 7 m de alto. ¿Es factible esto? Explíquelo. Solución: Solución 1: Canal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-34C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-34C En cierta aplicación debe hacerse pasar un sifón por arriba de un muro alto. ¿Es posible que agua o aceite con gravedad específica de 0.8 pasen por arriba de un muro más alto? ¿Por qué?…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-33C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-33C El nivel del agua de un tanque que está sobre el techo de un edificio es de 20 m por arriba del suelo. Una manguera va del fondo del tanque hasta el suelo. El extremo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-32C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-32C ¿Cómo es la ubicación de la línea de gradiente hidráulico determinada por el flujo en canal abierto? ¿Cómo se determina a la salida de un tubo que está descargando a la atmósfera? Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-31C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-31C ¿Qué es la línea de gradiente hidráulico? ¿En qué difiere respecto a la línea de energía? ¿En qué condiciones las dos líneas coinciden con la superficie libre de un líquido? Solución: Solución 1: Canal  …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-30C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-30C Defina carga de presión, carga de velocidad y carga de elevación para un flujo de fluido y expréselas para uno de estos flujos cuya presión es P, velocidad es V y elevación es z. Solución:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-29C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-29C ¿Qué es la presión de estancamiento? Explique cómo se puede medir. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN ¿Te sirvió el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-28C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-28C Defina presión estática, presión dinámica y presión hidrostática. ¿En qué condiciones su suma es constante para un flujo de flujo? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-26C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-26C Exprese la ecuación de Bernoulli de tres maneras diferentes, use a) energías, b) presiones y c) cargas. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-27C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-27C ¿Cuáles son las tres hipótesis importantes que se establecen en la deducción de la ecuación de Bernoulli? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-25C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-25C ¿Qué es la aceleración en la dirección del flujo? ¿En qué difiere respecto de la aceleración normal? ¿Puede acelerarse una partícula en el flujo estacionario? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-24 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-24 Se bombea agua desde un lago hasta un tanque de almacenamiento que está 20 m arriba, a razón de 70 L/s, en tanto que se consumen 20.4 kW de electricidad. Se descartan cualesquiera pérdidas por…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-23I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-23I Un sensor de termopar diferencial en la admisión y la descarga de una bomba indican que la temperatura del agua aumenta 0.072°F conforme fluye a través de esa bomba a razón de 15 ft3/s. Si…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-22 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-22 Vuelva a considerar el problema 5-21. Use el Software de EES (o cualquier otro programa de este tipo)e investigue el efecto de la velocidad del viento y del diámetro cubierto por las álabes sobre la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-21 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-21 En cierto lugar el viento está soplando uniformemente a 12 m/s. Determine la energía mecánica del aire por unidad de masa y el potencial de generación de potencia de una turbina de viento con álabes…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-20 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-20 Se va a generar potencia eléctrica a través de la instalación de un turbogenerador hidráulico, en un sitio que está 70 m por abajo de la superficie libre de un depósito grande de agua que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-19 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-19 Considere un río que fluye hacia un lago a una velocidad promedio de 3 m/s a razón de 500 m3/s en un lugar 90 m por arriba de la superficie del lago. Determine la energía…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-18C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-18C Defina la eficiencia de la turbina, la eficiencia del generador y la eficiencia combinada del turbogenerador Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-17C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-17C ¿Cómo se define la eficiencia combinada bomba-motor de un sistema de bomba y motor eléctrico? ¿Puede ser mayor la eficiencia combinada bomba-motor que la de la bomba o la del motor? Solución: Solución 1: Canal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-16C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-16C ¿Qué es la eficiencia mecánica? ¿Qué significa una eficiencia mecánica de 100 por ciento para una turbina hidráulica? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-15C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-15C ¿Qué es la energía mecánica? ¿En qué difiere de la energía térmica? ¿Cuáles son las formas de la energía mecánica de un flujo de fluido? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 5-13 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 5-13 Un salón de fumar tiene capacidad para 15 personas. Se especifica que la necesidad mínima de aire fresco para este tipo de salones es de 30 L/s por persona (ASHRAE, norma 62, 1989). Determine el…