Capítulo 12. Flujo compresible

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-121 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-121 Entra aire a un ducto adiabático de 5 cm de diámetro a Ma1
0.2, T1
400 K y P1
200 kPa. El factor de fricción de Mach a la salida del ducto es…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-120C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-120C Considere un flujo de Fanno supersónico desacelerado a la velocidad sónica (Ma
1) en la salida del ducto como resultado de la fricción. Si la longitud del ducto se aumenta más, el flujo en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-119C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-119C Considere un flujo de Fanno subsónico acelerado a la velocidad sónica (Ma
1) en la salida del ducto como resultado de la fricción. Si la longitud del ducto se aumenta más, el flujo en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-118C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-118C ¿Cuál es el efecto de la fricción en velocidad de flujo en caso del flujo de Fanno? 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 12-117C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-117C Considere un flujo supersónico de Fanno de aire con un número de Mach en la entrada de 1.8. Si el número de Mach disminuye a 1.2 en la salida del ducto como resultado de la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-116C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-116C Considere un flujo subsónico de Fanno de aire con un número de Mach a la entrada de 0.70. Si el número de Mach aumenta a 0.90 en la salida del ducto como resultado de la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-115C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-115C ¿Cuál es el efecto de la fricción en la entropía del fluido en el flujo de Fanno?     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 12-114C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-114C En un diagrama T-s del flujo de Fanno, ¿qué representan los puntos sobre la línea de Fanno? 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 12-113C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-113C ¿Cuál es el rasgo característico del flujo de Fanno? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio? Compártelo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-112 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-112 Considere un flujo supersónico de aire en un ducto de 6 cm de diámetro con fricción despreciable. Entra aire al ductoa Ma1
1.8, T10
600 K y P01
210 kPa, y se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-111 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-111 Entra gas argón a un ducto cuya área de sección transversal es constante, a Ma1
0.2, T1
400 K y P1
320 kPa y a una razón de 0.8 kg/s. Desprecie las…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-110 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-110 Repita el problema 12-109, pero para una razón de transferencia de calor de 300 kJ/s. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-109 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-109 Aire comprimido al salir del compresor de un motor de propulsión entra a una cámara de combustión a Ma1
0.2, T1
550 K y P1
600 kPa, a una razón de 0.3…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-108I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-108I Se calienta aire mientras que fluye en un ducto cuadrado de 4 4 in con fricción despreciable. En la entrada, el aire está a V1
260 ft/s, T1
550 K y P1
700 R.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-107 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-107 Entra aire a un ducto sin fricción a V1
70 m/s, T1
600 K y P1
350 kPa. Si se deja que la temperatura de salida T2 varíe desde 600 hasta 5 000…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-106I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-106I Fluye aire con fricción despreciable en un ducto de 4 pulgadas de diámetro a una razón de 5 lbm/s. La temperatura y la presión a la entrada son P1
30 psia, T1
800…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-105 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-105 Se calienta aire mientras fluye subsónicamente en un ducto. Cuando la cantidad de calor transferido alcanza un valor de 60 kJ/kg, se observa que el flujo se bloquea, y que la velocidad y la presión…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-104 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-104 Repita el problema 12-103 considerando que el aire se enfría a una cantidad de 55 kJ/kg. 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 12-103 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-103 Entra aire a un ducto rectangular a P1
420 kPa, T1
300 K y Ma1
2. Se transfiere calor al aire en una cantidadde 55 kJ/kg mientras que fluye a través del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-102 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-102 Considere una cámara de combustión tubular de un diámetro de 12 cm. Entra aire al tubo a 500 K, 400 kPa y 70 m/s. Se quema combustible con poder calorífico de 39 000 kJ/kg al…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-101C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-101C Considere un flujo subsónico de Rayleigh que se acelera a la velocidad sónica (Ma
1) en la salida del ducto debido al calentamiento. Si se continúa calentando al fluido, ¿cómo será el flujo a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-100C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-100C ¿Cuál es el efecto del calentamiento del fluido en la velocidad de flujo en caso de un flujo de Rayleigh subsónico? Conteste la misma pregunta, pero para un flujo de Rayleigh supersónico. Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-99C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-99C Considere un flujo subsónico de Rayleigh de aire a un número de Mach de 0.92. Se transfiere calor al fluido y el número de Mach aumenta a 0.95. La temperatura T del fluido ¿aumenta, disminuye…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-98C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-98C ¿Cuál es el efecto en la entropía producido por el aumento de calor y el calor perdido en el flujo de Rayleigh? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-97C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-97C Sobre un diagrama T-s de flujo de Rayleigh, ¿qué representan los puntos sobre la línea de Rayleigh? 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 12-96C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-96C ¿Cuál es el rasgo característico del flujo de Rayleigh?, ¿cuáles son las suposiciones principales asociadas con el flujo de Rayleigh? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-95I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-95I Aire que fluye a P1
6 psia, T1
480 R y Ma1
2.0 es forzado a experimentar una compresión al girar 15°. Determine: número de Mach, presión y temperatura del aire después…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-94 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-94 Aire que fluye a P1
40 kPa, T1
280 K y Ma1
3.6 es forzado a experimentar una expansión al girar 15°. Determine: número de Mach, presión y temperatura del aire después…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-93I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-93I Aire a 8 psia, 20° F y un número de Mach de 2.0 es forzado a girar hacia arriba debido a una rampa que forma unángulo de 8° con la dirección de flujo. Como resultado,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-92 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-92 Reconsidere el problema 12-91. Determine el número de Mach, la presión y la temperatura corriente abajo en la región por abajo de la cuña, para un choque oblicuo con un número de Mach corriente arriba…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-91 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-91 Considere un flujo supersónico de aire en condiciones corriente arriba de 70 kPa y 260 K y número de Mach de 2.4 que incide en una cuña bidimensional de semiángulo de 10°. Si el eje…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-90 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-90 Aire a 60 kPa, 240 K y un número de Mach de 3.4 incide en una cuña bidimensional de semiángulo de 12°. Determine los dos posibles ángulos de choque oblicuo, bdébil y bfuerte, que podrían…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-89 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-89 Considere un flujo de aire que se aproxima a la nariz de una cuña bidimensional a un número de Mach de 5. Use la figura 12-41 y determine el ángulo de choque mínimo y el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-88 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-88 Calcule y grafique el cambio de entropía del aire debido a un choque normal para números de Mach corriente arriba entre 0.5 y 1.5 en incrementos de 0.1. Explique por qué las ondas de choque…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-87 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-87 Calcule el cambio de entropía del aire al atravesar la onda de choque del problema 12-86 Respuesta: 0.155 kJ/kg · K Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-86 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-86 Entra aire a un choque normal a 22.6 kPa, 217 K y 680 m/s. Calcule: presión de estancamiento, número de Mach corriente arriba del choque, presión, temperatura, velocidad, número de Mach y presión de estancamiento…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-85I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-85I Reconsidere el problema 12-84. Use el software EES (u otro) y estudie los efectos para ambas sustancias de aire y helio que fluyen de manera estacionaria en una tobera cuando ocurre un choque a un…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-84I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-84I Aire que fluye en una tobera de una manera estacionaria experimenta un choque normal a un número de Mach de Ma
2.5. Si la presión y la temperatura del aire son 10.0 psia y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-83 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-83 Calcule el cambio de entropía del aire en resultado de onda de choque del problema 12-82. 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 12-82 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-82 Aire que fluye en una tobera de una manera estacionaria experimenta un choque normal a un número de Mach de Ma
2.5. Si la presión y la temperatura del aire son 61.64 kPa y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-81 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-81 ¿Cuál debe ser la presión del receptor en el problema 12-80 para que ocurra un choque normal en la posición donde el área de la sección transversal es el doble del área de la garganta?…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-80 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-80 Entra aire en un tobera convergente-divergente con velocidad baja a 2.0 MPa y 100°C. Si el área de salida de la tobera es 3.5 veces el área de la garganta, ¿cuál debe ser la presión…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-79 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-79 Entra aire en un tobera convergente-divergente de un túnel de viento supersónico a 1 MPa y 300 K con una velocidad pequeña. Si ocurre un choque normal en el plano de salida de la tobera…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-78 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-78 Para un gas ideal que atraviesa un choque normal, desarrolle una relación para V2/V1 en términos de k, Ma1 y Ma2. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-77C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-77C ¿Son aplicables las relaciones isentrópicas de gases ideales para flujos que atraviesan a) ondas de choque normales, b) ondas de choque oblicuas y c) ondas de expansión de Prandtl-Meyer? Solución: Solución 1: Canal    …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-76C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-76C Considere que un flujo supersónico incide en la nariz redondeada de un avión. El choque oblicuo que se forma frente a la nariz ¿será una onda de choque separada o una onda que toque la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-75C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-75C Considere que un flujo de aire se aproxima a la punta de una cuña bidimensional y experimenta un choque oblicuo. ¿En qué condiciones la onda de choque oblicua se separa de la punta de la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-74C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-74C Se dice que un choque oblicuo puede analizarse como un choque normal con la condición que la componente normal de la velocidad (normal a la superficie de onda de choque) se use en el análisis.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-73C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-73C Para que ocurra un choque oblicuo, ¿debe ser supersónico el flujo corriente arriba? ¿Debe ser subsónico el flujo corriente abajo de un choque oblicuo? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-72C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-72C ¿Cómo ocurre un choque oblicuo? ¿En qué difieren los choques oblicuos de los choques normales? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1…