UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA MECÁNICA DE FLUIDOS (MN 204-A) CUARTA PRÁCTICA CALIFICADA FIM 17.09.20 DURACIÓN: 110 minutos APELLIDOS Y NOMBRES CODIGO FIRMA RESPONDA EN LOS ESPACIOS EN BLANCO, SI RESUELVE EN HOJAS APARTE, HAGALO DE MANERA ORDENADA.CONSIGNE SUS NOMBRES Y APELLIDOS EN CADA HOJA.ESTA EVALUACIÓN CONSTA DE 5 PREGUNTAS PREGUNTA 01.- (4 puntos). Se desea estudiar la caída de presión de un fluido cuya viscosidad es 5,2 x10 -5 m2/s a lo largo de un canal de sección semicircular de diámetro D. Se sabe que dicha caída de presión depende de las siguientes variables: densidad del fluido ⴒ, velocidad media del flujo V, longitud del canal L, rugosidad de las paredes del canal ε, diámetro del canal D, gravedad g, viscosidad absoluta del fluido μ y la profundidad del agua en el canal h. Determine: a. Los grupos adimensionales que intervienen en el fenómeno, aplicando el método de Buckingham. b. La viscosidad cinemática del fluido a emplear en el ensayo del modelo, para obtener la semejanza dinámica, si la escala de longitudes es 1/12 . PREGUNTA 02.- (4 puntos). Considere la posibilidad de realizar una prueba en un túnel de viento para determinar las características aerodinámicas de un proyectil dirigido, en el cual se requiere una similitud dinámica, tanto con respecto a efectos viscosos como de compresibilidad. El prototipo, motivo del estudio, está diseñado para viajar dentro de la atmósfera de la tierra, a una altitud de 9 500 m. A partir de las dimensiones de la sección de prueba del túnel de viento, se concluye que la escala de longitudes recomendable es 1/6. Si tal prueba es posible, determine la presión apropiada en la sección de prueba del túnel de viento, suponiendo una temperatura de operación del aire de 15°C. PREGUNTA 03. - (4 puntos). Suponiendo que una capa límite laminar, sobre una placa plana (dp/dx =0), posee un perfil de velocidad definido por: Empleando la definición y las ecuaciones integrales para la cantidad de movimiento, determine (en función de δ y x): a.- El espesor de la capa límite por cantidad de movimiento. b.- El espesor de la capa límite por energía cinética. c.- El coeficiente de arrastre Cf. d.- Compare sus resultados con las soluciones exactas de Blasius. PREGUNTA 04.- (4puntos). En una tobera convergente divergente con área de salida 20 veces el área de la garganta, bajo ciertas condiciones se encuentra una onda de choque estacionaria en la sección donde el área es 1,3 veces el área de la garganta. Suponiendo que el fluido es aire, determine: Ω= 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑎 𝑙𝑎 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑡𝑜𝑏𝑒𝑟𝑎 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑎 𝑙𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑡𝑜𝑏𝑒𝑟𝑎 PREGUNTA 05.- (4puntos). Una bomba centrifuga impulsa un caudal de agua a 20°C, a razón de 350 m3/h y posee las siguientes características: Diámetro al ingreso:150mm, diámetro de salida es 2,5 veces el diámetro de ingreso, ancho del rotor al ingreso :50mm, ancho del rotor a la salida :25mm, ángulo relativo a la salida 40° y ángulo relativo al ingreso: 70°.Si el ingreso es radial, determine: a.- Las rpm del rotor. b.- La altura de Euler. c.- El torque transmitido, en N-m. d.- La presión estática y la presión dinámica que se produce en el rotor.
