EJERCICIOS DE DINÁMICA DE FLUIDOS EN DIFERENTES CONVOCATORIAS 2º ejercicio

EJERCICIOS DE DINÁMICA DE FLUIDOS EN DIFERENTES CONVOCATORIAS
SEGUNDO PARCIAL 31 de Mayo de 2003
2º ejercicio: (2,5 ptos.)
P1
3.6 m
Aire
Agua
1.5 m
Un depósito cerrado suministra agua a través de una manguera como indica la figura,
utilizando aire comprimido entre la superficie del agua y su tapa. Cuando la altura del
nivel del agua es de 3 m, la presión del aire es de 3.4 kp/cm2.
a) ¿Cuál es la velocidad de salida del agua por la manguera?
b) Suponiendo que el aire se expansiona isotérmicamente ( P V  cte) , ¿Cuál es la
velocidad de salida del agua cuando la altura del agua en el depósito ha descendido
hasta 2.4 m?
(densidad del agua: 103 kg/m3) (Patm=1kp/cm2)
(considera despreciable el rozamiento).
EXAMEN 9 de diciembre de 2003
PROBLEMA 5. En una conducción fluye agua a razón de 50 l/s y vierte sobre un
depósito cilíndrico de 6 m de diámetro. Al cabo de una hora, se cierra la conducción. Se
pide:
a) la fuerza debida a la presión que actúa sobre la compuerta circular y su punto de
aplicación, y
b) el caudal que debería salir por la conducción para establecer un nivel estacionario en
el depósito al abrir la compuerta.
6m
radio
1 cm
compuerta
circular
radio 2 cm
SEGUNDO PARCIAL 5 de Junio de 2004
PROBLEMA 2. En la conducción de agua representada en la figura se conoce la
velocidad de salida por el tubo abierto al exterior vB = 14 m·s-1. Suponiendo que el agua
se comporta como un fluido ideal, y despreciando las pérdidas de carga, calcula:
a) El
caudal
circula
por
que
la
A
conducción.
h
b) La presión en A.
c) La altura h que
2m
SA = 0,5 m2
alcanza el surtidor
B
vertical.
DATOS:
Densidad
SB = 0,01 m2
del
agua  = 1000 kg·m-3; 1
atm = 1,013×105 Pa.
EXAMEN 14 de diciembre de 2004
PROBLEMA 5. Un gran depósito contiene agua salada como indica la figura. El
depósito está cerrado en la parte superior y contiene aire comprimido entre la superficie
del agua y la tapa. La presión manométrica del aire es de 6 atm. Los diámetros de las
secciones del tubo horizontal son 5 cm y 3 cm, respectivamente. En el extremo del tubo
horizontal hay una compuerta circular.
Se pide:
a) La fuerza que debe soportar la
aire
compuerta cuando está cerrada.
b) El caudal de salida si se abre la
compuerta.
c) Si se coloca un tubo manométrico en
A, la altura que alcanzaría el agua.
10 m
d) Si se abre un pequeño orificio en la
parte superior del depósito, reduciéndose
D=5 cm
a cero la presión manométrica, ¿qué
A
altura se alcanza ahora en el tubo
manométrico?
NOTA: supóngase un régimen de Bernoulli para la resolución del ejercicio.
DATOS: Densidad del agua salada  = 1025 kg·m-3; 1 atm = 1’013·105 Pa.
d=3 cm
SEGUNDO PARCIAL 3 de junio de 2005
PROBLEMA 2. En el fondo de un depósito de agua situado a 20 m del suelo existe un
orificio de 1 cm2 de sección. Si el nivel del agua en el depósito es de 2 m, calcula:
h=2m
a) El caudal que sale por el orificio suponiendo
que el nivel de agua en el depósito
S0 = 1 cm2
permanece constante.
b) La distancia x desde el orificio de salida
hasta el punto en el que la velocidad de
x
caída es doble que la de salida.
c) La sección de la vena líquida en el citado punto.
d) La velocidad del agua al llegar al suelo.
EXAMEN 12 de septiembre de 2005
PROBLEMA 1. En la siguiente figura se muestra el
esquema de un venturímetro inclinado por el que fluye
un líquido laminar sin viscosidad. Sabiendo que la
velocidad en el punto 1 es de 2 m/s, y que el desnivel
entre las dos ramas de mercurio del tubo en forma de
“U” es de 4 cm, se pide:
a) La velocidad en el punto 2.
b) Sabiendo que el diámetro del tubo en el punto 1 es de 8
cm, determínese el diámetro en el punto 2. Densidad del
agua: 1 g/cm3. Densidad del mercurio: 13.6 g/cm3. (1,5 puntos)
h’ = 20 m
EXAMEN 26 de noviembre de 2005
PROBLEMA 4. La figura muestra el esquema de un aspirador, un aparato simple que
puede utilizarse para conseguir un vacío parcial en un recinto conectado al tubo vertical
en B. Supongamos que el diámetro en A es 2,0 cm, y
el diámetro en C, donde el agua se vierte a la
A
atmósfera, es de 1,0 cm. Si el flujo es de 0,5 l/s y la
B
presión manométrica en A es de 0,187 atm, ¿qué
diámetro del estrechamiento en B es necesario para
conseguir una presión de 0,1 atm en el recinto? (1,5
puntos)
EXAMEN 11 de septiembre de 2006
PROBLEMA 3. Un depósito de grandes dimensiones tiene que
suministrar un caudal de 17 l/s con una tubería de 5 cm de
diámetro como se indica en la figura. ¿A qué profundidad
deberá situarse la tubería?
h
(1 punto)
SEGUNDO PARCIAL 6 de JUNIO de 2007
PROBLEMA 4. Un gran depósito de agua tiene unida una manguera como indica la
figura. El depósito está cerrado en la parte superior y contiene aire comprimido entre la
superficie del agua y la tapa. Cuando la altura del agua es de 3 m, la presión
manométrica p1 es de 2,4 kg·cm-2. Supóngase que el aire situado sobre el agua se
expande isotérmicamente y no se considere ningún tipo de rozamiento.
a) Calcule la velocidad de salida
del agua por la manguera
cuando la altura del agua es de
3 m.
b) Si el nivel de agua desciende
hasta 2,4 m de altura, halle el
caudal de salida si el orificio de
la manguera tiene un diámetro
de 4 cm.
DATOS: agua = 1000 kg·m-3; 1
atm = 1 kg·cm-2.
p1
3,6 m
h
1,5 m
C
EXAMEN FINAL 14 de JUNIO de 2007
PROBLEMA 7. Las características de una conducción de agua se indican en la figura.
El agua del interior está sometida a la presión que ejerce un pistón de sección 1 m2 y
cuya masa es de 20 Tm. Se considera que la presión en el exterior es de 1 atm, el nivel
en el depósito se mantiene constante durante el tiempo que circula el agua, las tuberías
tienen una sección circular, los tramos BC y CDE tienen distinto diámetro y que no
existen pérdidas en la conducción. Se pide:
D
a) El diámetro del tramo CD
para que el caudal sea de
1 m3/s.
b) El valor de la presión en 5m
cada uno de los tramos.
c) El punto o puntos en los que
la presión toma un valor
mínimo.
A
7m
=40cm
E
C
B
5m
20m
DATOS: 1 kp/cm2 = 1 atm = 101300 Pa; DiámetroAB = 40 cm
EXAMEN 11 de septiembre de 2007
PROBLEMA 4. De un depósito muy grande sale agua continuamente a través de una
tubería de sección variable, tal como indica la figura adjunta. El nivel de agua en el
depósito se supone constante. Las secciones de la tubería en B y C son respectivamente
450 cm2 y 225 cm2. Calcular:
a) La velocidad del agua en el orificio de salida C.
b) La velocidad del agua y la presión absoluta en B.
c) El caudal circulante por la tubería.
Dato: 1 atm = 1,013·105 Pa
(2 puntos)
H = 12 m
B
C
h = 1,2 m
EXAMEN FINAL 2 de JULIO de 2004
Una fuente, que lanza una columna de agua vertical de 15 m de altura al aire, tiene una
boquilla de 20 mm de diámetro a ras de suelo. La bomba que impulsa el agua está a 3 m
por debajo del suelo, y la tubería que la conecta a la boquilla tiene un diámetro de 30
mm. Halla la presión que debe suministrar la bomba.
C
15 m
B
3m
A