Capítulo 06. Análisis de la cantidad de movimiento de los sistemas de flujo

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-76 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-76 Visite una estación de bomberos y obtenga información acerca de los flujos a través de las mangueras y de los diámetros de descarga. Con esta información, calcule la fuerza de impulso a la que se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-75 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-75 Un tanque estacionario en reposo de agua con un diámetro D está montado sobre ruedas y está colocado en una superficie horizontal casi sin fricción. Un agujero liso de diámetro D0 cercano al fondo del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-74 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-74 Vuelva a considerar el problema 6-73. Para el flujo especificado, investigue el efecto del ángulo de descarga u, sobre la razón de rotación n . , haciendo variar u desde 0° hasta 90°, en incrementos…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-73 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-73 Entra agua a un rociador para césped de dos brazos, a lo largo del eje vertical, a razón de 60 L/s, y sale de las boquillas del rociador a chorros de 2 cm de diámetro…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-72 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-72 Entra agua de manera acelerada por una tobera al impulsor de una turbina a través de su borde exterior de diámetro D, con una velocidad de V que forma un ángulo a con la dirección…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-71 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-71 Entra agua axialmente a una bomba de flujo mixto a razón de 0.2 m3/s y con una velocidad de 5 m/s, y se descarga a la atmósfera formando un ángulo de 60° respecto de la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-70 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-70 Rieles guías casi sin fricción mantienen una placa de masa mp en una posición horizontal, en tal manera que puede deslizarse con libertad en la dirección vertical. Una boquilla dirige un chorro de agua de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-69 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-69 Un chorro de agua horizontal con un flujo de V . y un área de la sección transversal de A impulsa un carretón cubierto de mc a lo largo de una trayectoria horizontal y casi…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-68 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-68 Un soldado salta de un avión y abre su paracaídas cuando su velocidad alcanza la velocidad terminal VT. El paracaídas lo desacelera hasta que tiene su velocidad de aterrizaje VF. Después que el paracaídas se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-67I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-67I Una estudiante de ingeniería considera usar un ventilador para una demostración de levitación. Planea colocar el ventilador encerrado en una caja de modo que el soplo de aire se dirija hacia abajo a través de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-66 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-66 Indiana Jones necesita ascender a un edificio de 10 m de alto. Hay una manguera grande llena con agua a presión que cuelga hasta abajo desde la parte superior del edificio. Jones construye una plataforma…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-65 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-65 Una patinadora que pesa 60 kg está parada sobre el hielo con sus patines (fricción despreciable). Sostiene una manguera flexible (esencialmente sin peso) que dirige un chorro de agua de 2 cm de diámetro en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-64 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-64 Un chorro horizontal de agua de 5 cm de diámetro y una velocidad de 30 m/s choca contra la punta de un cono horizontal, el cual desvía el agua en 45° respecto a su dirección…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-63 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-63 Un chorro horizontal de agua de 5 cm de diámetro y una velocidad de 30 m/s choca contra una placa plana vertical en reposo. El agua se dispersa en todas direcciones en el plano de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-62I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-62I .Una nave espacial que se desplaza por el espacio a una velocidad constante de 1 500 ft/s tiene una masa de 18 000 lbm. Para desacelerarla, se enciende el proceso de combustión en un cohete…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-61 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-61 Vuelva a considerar el problema 6-60. Use el Software de EES (o cualquier otro programa de este tipo) e investigue el efecto del ángulo del deflector sobre la fuerza de frenado ejercida sobre el avión.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-60 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-60 Considere un avión con motor de propulsión que está fijo a la sección de cola que emite gases de combustión a razón de 18 kg/s, con una velocidad de V
250 m/s en relación…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-59 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-59 En la figura P6-59 se muestra un trípode que sostiene una boquilla, la cual dirige un chorro de agua de 5 cm de diámetro proveniente de una manguera. La masa de la boquilla es de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-58 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-58 Fluye agua hacia la sección en “u” de un tubo, como se muestra en la figura P6-58. En la brida (1), la presión absoluta total es de 200 kPa y al tubo fluyen 30 kg/s.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-57 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-57 El impulsor de una bomba centrífuga tiene diámetros interior y exterior de 13 y 30 cm, respectivamente, y un flujo de 0.15 m3/s con una velocidad de rotación de 1 200 rpm. El ancho de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-56I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-56I Entra agua en dirección radial al impulsor de una bomba centrífuga a razón de 80 cfm (pies cúbicos por minuto, cubic feet per minute) cuando la flecha está girando a 500 rpm. La componente tangencial…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-55 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-55 Vuelva a considerar el problema 6-54. Para el flujo especificado, investigue el efecto del ángulo de entrada a2 sobre las necesidades mínimas de entrada de potencia. Suponga que el aire entra al impulsor en la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-54 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-54 Considere un soplador centrífugo que tiene un radio de 20 cm y un ancho de aspas de 8.2 cm en la entrada del impulsor, así como un radio de 45 cm y ancho de aspas…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-53 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-53 El impulsor de un soplador centrífugo tiene un radio de 15 cm y un ancho de aspas de 6.1 cm en la entrada, así como un radio de 30 cm y ancho de aspas de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-52 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-52 Vuelva a considerar el problema 6-51. La turbina tendrá la eficiencia máxima cuando b
180°, pero esto no es práctico. Investigue el efecto de b sobre la generación de potencia, hágalo variar desde 0…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-51 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-51 Las turbinas de rueda Pelton son de uso común en las plantas generadoras de potencia eléctrica. En estas turbinas, un chorro a alta velocidad, a una velocidad de Vj choca contra los cucharones, forzando a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-50 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-50 Se usa un rociador para césped que tiene tres brazos idénticos para rociar agua a un jardín. El rociador gira en el plano horizontal por el impulso causado por el flujo de la propia agua.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-49I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-49I Vuelva a considerar el rociador para césped del problema 6-48I. Si se obstruye el rociador, determine el momento que actúa sobre él. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-48I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-48I Se usa un rociador grande para césped que tiene dos brazos idénticos para generar potencia eléctrica cuando se une un generador a su eje rotatorio. El agua entra al rociador desde la base, a lo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-47 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-47 Fluye agua por un tubo de 12 cm de diámetro que consta de una sección vertical de 3 m de largo y una horizontal de 2 m de largo, con un codo de 90° a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-46C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-46C Exprese la ecuación del momento angular en forma escalar, en torno a un eje especificado de rotación, para un volumen fijo de control y para un flujo en reposo y uniforme. Solución: Solución 1: Canal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-45C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-45C Exprese la ecuación del momento angular del flujo noen reposo en forma vectorial para un volumen de control que tenga un momento de inercia constante V → , sin momentos externos aplicados, un flujo saliente…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-44C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-44C ¿Cómo se obtiene la ecuación del momento angular a partir de las ecuaciones del transporte de Reynolds? 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 6-43 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-43 Entra agua axialmente a una bomba centrífuga, a la presión atmosférica, a razón de 0.12 m3/s y a una velocidad de 7 m/s, y sale en la dirección normal a lo largo de la carcasa,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-42 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-42 En los sistemas de irrigación, es de uso común una compuerta de desagüe, la cual controla el flujo en un canal, sencillamente, subiendo o bajando una placa vertical. Se ejerce una fuerza sobre la compuerta…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-41 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-41 Vuelva a considerar el helicóptero del problema 6-40, excepto que está flotando en el aire en la cima de una montaña de 3 000 m de altura, en donde la densidad del aire es de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-40 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-40 Un helicóptero descargado que tiene una masa de 10 000 kg se sostiene en el aire a nivel del mar mientras se está cargando. En el modo de flotación sin carga, las aspas giran a…

  SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-39I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-39I Un ventilador con aspas de 24 in de diámetro mueve 2 000 cfm (pies cúbicos por minuto, cubic feet per minute) de aire a 70°F, a nivel del mar. Determine a) la fuerza necesaria…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-38 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-38 Vuelva a considerar el problema 6-37. Use el Software de EES (o cualquier otro programa de este tipo) e investigue el efecto de la velocidad de la placa sobre la fuerza ejercida sobre la misma.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-37 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-37 Un chorro horizontal de agua de 5 cm de diámetro, con una velocidad de 30 m/s, choca contra una placa plana que se mueve en la misma dirección que la del chorro a una velocidad…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-36I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-36I Unos bomberos sostienen una boquilla en el extremo de una manguera mientras tratan de extinguir un incendio. Si el diámetro de salida de la boquilla es de 6 cm y el flujo del agua es…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-35I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-35I Un chorro horizontal de agua de 3 in de diámetro, con una velocidad de 140 ft/s, choca contra una placa curva, la cual desvía el agua en 135° a partir de su dirección original. ¿Cuánta…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-34I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-34I Un chorro horizontal de agua de 3 in de diámetro que tiene una velocidad de 140 ft/s choca contra una placa curva, la cual desvía el agua 180° a la misma magnitud de la velocidad.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-33 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-33 Grandes turbinas de viento que se consiguen en el mercado tienen diámetros del círculo que describen las puntas de los álabes tan grandes como 100 m y generan más de 3 MW de potencia eléctrica…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-32 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-32 Fluye agua en un tubo horizontal de 30 cm de diámetro a 5 m/s y 300 kPa de presión manométrica y entra a l.a sección de un codo reductor de 90°, el cual lo conecta…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-31 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-31 Un chorro de agua horizontal de 5 cm de diámetro con velocidad de 18 m/s choca normalmente contra una placa vertical cuya masa es de 1 000 kg. Esta placa se sostiene en una vía…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-30I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-30I Vuelva a considerar el problema 6-29I. Use el Software de EES (o cualquier otro programa de este tipo) e investigue el efecto del ángulo del bifurcador sobre la fuerza ejercida en él mismo en la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-29I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-29I Un chorro de agua de 100 ft3/s se está moviendo en la dirección x positiva a 20 ft/s. El chorro choca contra un bifurcador en reposo, en tal manera que la mitad del flujo se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-28 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-28 Vuelva a considerar el problema 6-27. Si la masa del carretón es de 300 kg y los frenos fallan, determine su aceleración cuando el agua choca contra él por primera vez. Suponga que la masa…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 6-27 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 6-27 Se acelera agua por una boquilla hasta 15 m/s y choca contra la superficie posterior vertical de un carretón que se está moviendo horizontalmente a una velocidad constante de 5 m/s en la dirección del…