Ingeniería en Alimentos - Fenómenos de Transporte - Año 2015

“Anhela siempre la perfecta armonía entre pensamiento, palabra y acción. Ansía siempre purificar tus pensamientos y todo irá bien. Nada hay más potente que el pensamiento. La acción sigue a la palabra; ésta, al pensamiento. El mundo es el resultado de un poderoso pensamiento, y donde éste es poderoso y puro, también poderoso y puro es el resultado”. Mahatma Gandhi, 1937

SITUACIONES PROBLEMATICAS N°3 Temas a desarrollar:  Balance macroscópico de momento EJERCICIO Nº 1: Determinar la fuerza que ejerce el líquido sobre la tubería en el sistema de flujo que se muestra en la figura. Datos: p1 = 1.5 105 N/m2 p2 = 1.3 105 N/m2 S1 = 0.008 m2 S2 = 0.004 m2 W = 6.0 kg/s ρ = 1000 kg/m3

EJERCICIO Nº 2: Por un codo reductor de 45º, de 60cm de diámetro en la sección de aguas arriba y 30cm en la de aguas abajo, circulan 444l/s de agua con una presión de 145kPa en la entrada. Despreciando las pérdidas, calcule la fuerza ejercida por el agua sobre el codo reductor. EJERCICIO Nº 3: Por la vuelta reductora de la figura circula aceite densidad especifica de 0.93, con una velocidad de 3 m/s y presión de 275 kPa. La vuelta se localiza en un plano horizontal. Calcule las fuerzas requeridas para mantener la vuelta en su lugar. Ignore las perdidas de energía que ocurren en ella.

EJERCICIO Nº4: En una fuente de ornato, 0,05 m3/s de agua que tiene una velocidad de 8 m/s se desvía por la rampa en ángulo que se ilustra en la Determine las reacciones

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sobre la rampa en las direcciones x y y mostradas. Asimismo, calcule la fuerza total resultante y la dirección en la que actúa. Ignore los cambios de elevación.

EJERCICIOS COMPLEMENTARIOS EJERCICIO Nº I: Determine la magnitud y dirección de las componentes vectoriales de la fuerza de reacción que el agua ejerce sobre la combinación de codo y tobera que se muestran en la Figura 3. La tobera descarga a la atmósfera, La presión atmosférica es de 100kPa la presión relativa en el punto 1 es de 102,6kPa y la velocidad de agua a la entrada del tubo es de 2m/s. v

160m m

2

y 300m m

x

v 1

EJERCICIO Nº II: En un codo reductor como el de la Figura 4 con un ángulo de 60º ( 2=60º), fluye agua a estado estable y 363K con una velocidad de 0,056m 3/s. El diámetro de la tubería de entrada mide 0,102m y el de salida 0,076m. Se estima que la pérdida por fricción en el codo vale v 2/5. Despréciense las fuerzas de gravedad. La presión de salida P2 (manométrica) = 11,5 kN/m 2. Calcúlense las fuerzas en el codo en Newtons.

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EJERCICIO Nº III: Considérese la situación esquematizada en la Figura , donde un chorro de ancho B impacta sobre una placa plana vertical (ancho W) y se divide en dos partes exactamente iguales (de ancho B/2 cada una) que fluyen hacia arriba y hacia abajo. Determinar la fuerza neta que el fluido ejerce sobre la placa. Obtenga los valores para los siguientes datos: B= 4 cm Q= 0,003 m 3/s P2= P3= Patm