Capítulo 12. Flujo compresible

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-71C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-71C ¿Cómo afecta un choque normal a) a la velocidad del fluido, b) a la temperatura estática, c) a la temperatura de estancamiento, d) a la presión estática y e) a la presión de estancamiento? Solución:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-70C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-70C ¿Puede el número de Mach de un fluido ser mayor que 1 después de un choque normal? Explíquelo. 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 12-69C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-69C ¿Qué representan los estados sobre la línea de Fanno y la línea de Rayleigh? ¿Qué representan los puntos de intersección de estas dos curvas? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-68C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-68C ¿Puede una onda de choque formarse en la sección convergente de una tobera convergente-divergente? Explíquelo. 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 12-67I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-67I Entra aire a un tobera convergente-divergente de un túnel de viento supersónico a 150 psia y 100° F con velocidad baja. El área de la sección de prueba es igual al área de la salida…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-66 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-66 Reconsidere el problema 12-65. Use el Software EES (u otro) y resuelva el problema para las condiciones de entrada de 1 MPa y 1 000 K. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-65 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-65 Entra aire a una tobera convergente a 900 kPa y 400 K con velocidad despreciable. El área de la garganta de la tobera es de 10 cm2. Considere flujo isentrópico y calcule y grafique la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-64 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-64 Repita el problema 12-63, pero para un gas ideal con k
1.33. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN ¿Te…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-63 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-63 Un gas ideal con k
1.4 fluye en una tobera en la cual el número de Mach es de 2.4 en una sección transversal de 25 cm2 de área. Suponga flujo isentrópico y determine…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-62 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-62 Entra nitrógeno a una tobera convergente-divergente a 700 kPa y 400 K con velocidad despreciable. Determine la velocidad, la presión, la temperatura y la densidad críticas en la tobera. Solución: Solución 1: Canal    …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-61 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-61 Entra aire a una tobera convergente-divergente a 0.8 MPa con una velocidad despreciable. Suponga flujo isentrópico y determine la presión del receptor que produzca el valor del número de Mach a la salida de la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-60I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-60I Entra aire a una tobera a 30 psia, 630 R y velocidad de 450 ft/s. Suponga flujo isentrópico y determine la presión y latemperatura del aire en la posición donde la velocidad del aire es…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-59 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-59 Repita el problema 12-58, pero considere que la velocidad en la entrada es despreciable. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-58 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-58 Entra aire a una tobera a 0.2 MPa, 350 K, y velocidad de 150 m/s. Considere flujo isentrópico y determine la presión y la temperatura del aire en la posición donde la velocidad del aire…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-57 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-57 Repita el problema 12-56, pero con un flujo supersónico a la entrada. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN ¿Te sirvió…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-56 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-56 Un gas ideal en un proceso de flujo estacionario, adiabático y reversible fluye en un conducto que primero converge y luego diverge. Para un flujo subsónico a la entrada bosqueje la variación de la presión, velocidad…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-55 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-55 Para un gas ideal obtenga la expresión para la razón de la velocidad del sonido a Ma
1 a la velocidad del sonido correspondiente a la temperatura de estancamiento, c*/c0. Solución: Solución 1: Canal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-54 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-54 Explique por qué la razón de flujo másico máximo por unidad de área para un gas ideal dado depende solamente de . Para un gas ideal con k
1.4 y R
0.287 kJ/kg…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-53C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-53C ¿Es posible acelerar un fluido a velocidades supersónicas al tener en la garganta una velocidad diferente de la sónica? Explíquelo. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-52C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-52C Considere el flujo isentrópico de un fluido en una tobera convergente-divergente con velocidad subsónica en la garganta. ¿Cómo afecta la parte divergente de la tobera a a) la velocidad, b) la presión y c) la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-51C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-51C ¿Qué sucedería si se intentara acelerar aún más un fluido supersónico con una tobera divergente? 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 12-50C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-50C ¿Qué sucedería si se intentara desacelerar un fluido supersónico mediante una tobera divergente? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN ¿Te…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-49C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-49C ¿Cómo difiere el parámetro Ma* del número de Mach Ma? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio?…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-48C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-48C Considere un gas que fluye a través de una tobera convergente con condiciones de entrada especificadas. Se sabe que la mayor velocidad que puede alcanzar un fluido a la salida de la tobera es la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-47C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-47C Considere que una tobera convergente y una convergente-divergente tienen la misma área en la garganta. Para las mismas condiciones de entrada, ¿cómo compararía las razones de flujo de masa a través de estas dos toberas?…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-46C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-46C Considere un flujo subsónico en un tobera convergente con condiciones específicas en la entrada y presión crítica en la salida de la tobera. ¿Cuál es el efecto de la caída de presión del receptor hasta…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-45C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-45C Considere un flujo subsónico en un tobera convergente con condiciones de entrada fijas. ¿Cuál es el efecto de la caída de presión del receptor a la presión crítica sobre a) la velocidad de salida, b)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-44 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-44 Un avión se diseña para volar a un número de Mach Ma
1.4, a 8 000 m de altitud, donde la temperatura atmosférica es de 236.15 K. Determine la temperatura de estancamiento en el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-43E MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-43E Aire a 30 psia, 212° F y número de Mach Ma
0.8 fluye en un ducto. Calcule la velocidad y la presión de estancamiento, la temperatura de estancamiento y la densidad de estancamiento del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-42 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-42 Reconsidere el problema 12-41. Use el software EES (u otro), estudie el efecto de los números de Mach en el rango de 0.1 a 2 sobre la velocidad y la presión de estancamiento, la temperatura…

 SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-41 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12 -41 Aire a 200 kPa, 100°C y número de Mach Ma
0.8 fluye en un ducto. Calcule la velocidad, la presión de estancamiento, la temperatura de estancamiento y la densidad de estancamiento del aire. Solución:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-40 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-40 Dióxido de carbono a 800 kPa y 400 K inicialmente inmóvil se acelera isentrópicamente hasta un número de Mach de 0.6. Determine la temperatura y la presión del dióxido de carbono después de esta aceleración.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-39 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-39 Calcule la temperatura crítica, la presión y la densidad de a) aire a 200 kPa, 100°C y 250 m/s, y b) helio a 200 kPa, 40°C y 300 m/s. Solución: Solución 1: Canal    …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-38 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-38 Entra helio a una tobera convergente-divergente a 0.7 MPa, 800 K y 100 m/s. ¿Cuáles son la temperatura y la presión más bajas que pueden obtenerse en la garganta de la tobera? Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-37 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-37 Entra aire a una tobera convergente-divergente a una presión de 1.2 MPa con velocidad despreciable. ¿Cuál es la presión mínima que puede obtenerse en la garganta de la tobera? Solución: Solución 1: Canal    …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-36C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-36C ¿Es posible acelerar un gas a una velocidad supersónica en una tobera convergente? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN ¿Te…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-35C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-35C Un gas con presión de estancamiento y temperatura de estancamiento especificadas se acelera hasta Ma
2 en una tobera convergente-divergente y hasta Ma
3 en otra tobera. ¿Qué puede decirse acerca de las…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-34C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-34C Un gas inicialmente a velocidad subsónica entra en un ducto divergente adiabático. Explique cómo esto afecta a a) la velocidad, b) la temperatura, c) la presión y d) la densidad del fluido. Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-33C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-33C Un gas inicialmente a velocidad subsónica entra en un ducto convergente adiabático. Explique cómo esto afecta a a) la velocidad, b) la temperatura, c) la presión y d) la densidad del fluido. Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-32C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-32C Un gas inicialmente a velocidad supersónica entra en un ducto divergente adiabático. Discuta cómo esto afecta a a) la velocidad, b) la temperatura, c) la presión y d) la densidad del fluido. Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-31C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-31C Un gas inicialmente a velocidad supersónica, entra en un ducto convergente adiabático. Explique cómo esto afecta a a) la velocidad, b) la temperatura, c) la presión y d) la densidad del fluido. Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-30C MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-30C Considere una tobera convergente con velocidad sónica en la salida. Se reduce el área de salida mientras las condiciones en la entrada permanecen constantes. ¿Qué sucederá con a) la velocidad de salida y con b)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-29I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-29I Se expande aire de manera isentrópica desde 170 psia y 200° F a 60 psia. Calcule la razón de la velocidad del sonido inicial a la final. Respuesta: 1.16 Solución: Solución 1: Canal    …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-28 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-28 Repita el problema 12-27, pero con gas helio. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio? Compártelo ¿Tienes…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-27 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-27 Se expande aire isentrópicamente desde 1.5 MPa y 60°C a 0.4 MPa. Calcule la razón de la velocidad del sonido inicial a la final. Respuesta: 1.21 Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-26 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-26 El proceso isentrópico para un gas ideal se expresa como Pvk
constante. Use la ecuación de este proceso y la definición de la velocidad del sonido (Ec. 12-9) y obtenga la expresión para la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-25I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-25I Reconsidere el problema 12-24I. Use el Software EES (u otro) y compare los números de Mach de flujo de vapor de agua sobre un rango de temperaturas de 350 a 700° F. Grafique el número…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-24I MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-24I Fluye vapor de agua a través de un dispositivo a una presión de 120 psia, temperatura de 700° F, y velocidad de 900 ft/s. Determine el número de Mach del vapor de agua en este…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-23 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-23 El aerobús A-340 tiene un peso de despegue máximo de casi 260 000 kg, 64 m de longitud, 60 m de envergadura de ala a ala, velocidad de crucero máxima de 945 km/h, capacidad para…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-22 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN. 12-22 Considere el comportamiento de un gas ideal y determine la velocidad del sonido en refrigerante-134a a 0.1 MPa y 60°C. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO…