trans fluidos ejercicios resueltos

8/14/2019 Trans Fluidos Ejercicios Resueltos

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PROBLEMAS DE TRANSPORTE DE FLUIDOS

PRIMERA PARTE

1.6 Una instalacin fabril consume 40 m3/h de agua que toma de un ro prximosituado a 15m de desnivel del depsito de la fbrica! "alc#lese el costo diariode bombeo si el agua se conduce a trav$s de una tubera de 3%% & de '40m delongitud total( inclu&endo los accesorios! )l *ilovatio + hora cuesta 0(30 ptas( &el rendimiento es del ,0-!

.2ubera de 3%%

40 m3/h 0!0111 m3/s

67 +15 m

8'40 m

*9:h 0!3 ptas

;endimiento ,0- + m

0!004== m'

? 0!000,> @g/m!s

+


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+ "alculando la potencia de la bomba

+ "alculando el costo

BBBBB!!Rpta.

1.8 Cara concentrar una disolucin de "lDa se bombea desde un depsito almac$nhasta un evaporador( a trav$s de una tubera lisa de cobre de 3 cm de dimetro

interno( a raEn de 150 m

3

/da! la temperatura de bombeo la disolucin tieneuna densidad de 1150 @g/m'& su viscosidad es de '!3 centipoises! "alc#lese

aF 8a p$rdida de presin por friccin si la longitud total de la tubera es de50m!

bF 8a potencia necesaria para vencer la friccin

.2

ubera lisa de "u 150 m3/dia 0!001=3Gm3/s

. 3 cm 0!03 mH"lDa1150 @g/m'


3/38

I'!3 cp 0!00'3 *g/m!s

a)


4/38


5/38

?cin$tica 0!0414 cm'/s 4!14x10:Gm'/s' codos

+


6/38

+


7/38


8/38

BBBB!!Rpta.

b) calculando el costo de bombeo

BBBBBB!Rpta.

1.15 trav$s de una tubera de acero de '%% & longitud equivalente de 1'0 m ha&que transportar agua desde un depsito hasta una cmara de rociado( saliendopor una boquilla de atomiEacin que se encuentra a '0 m por encima del niveldel agua en el depsito! )l fluAo de agua a de ser de '0 m3/h & la cada depresin en la boquilla es de 0(, at! .etermnese la potencia de la bomba ainstalar si la eficiencia del motor es del >0- & la de la bomba del G0-!

.2ubera de '%% "alculando la velocidad

.imetro 0!05'5m Jtabla !1>F

'1!Gx10:4 m'Jtabla !1>F

8 1'0 m

67 :'0 m

'0m3/h 5!55Gx10:3m3/s

6C :0!, at :,000 @g/m'

"alculando el ndice de ;e&nold? 1x10:3@g/m!s

N 1000 @g/m3

Ootor >0- JrendimientoF

Pomba G0- JrendimientoF

+


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10/38

.2

H 1530 *g/m3 hallando viscosidad dinmica?cinetica 0!0414 cm'/s 4!14x10:Gm'/s

67 1, m

. G cm 0!0G m8 450 m 1'0 l/min 0!00' m3/s

+


11/38

+


12/38

+


13/38

+ 3x10:4 m'Jtabla !1>F


14/38

. 0!015=m Jtabla !1>F

N >>,!5 @g/m3Jtabla !5F

? 1!0G>'x10:3@g/m!s Jtabla !5F

+ "alculando la carga de friccin

+ "alculando el n#mero de @arman

+ "alculando el coeficiente de friccin

+ "alculando la velocidad


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+ "alculando el caudal

BBBB!!Rpta!

1.5 trav$s de 30 m de una tubera de 1T%% circula cido sulf#rico de densidad 1>,0

@g/m3

& viscosidad 'G(= centipoises! .etermnese la velocidad msica( en@g/m'!s( si la p$rdida de presin a lo largo de la conduccin es de '0 mm de


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+ "alculando la velocidad msica

BB!BBBRpta.

1.9)l abastecimiento de agua fbrica con caudal de 1G0 m3/da se hace medianteuna tubera de 1 & '350 m de longitud( desde un manantial situado a '40 m dealtura Jsobre el suelo de la fbricaF! )n las horas de mxima presin de aguadesciende considerablemente( & con ello el caudal de agua en algunas de las


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aplicaciones! 2e tratar de renovar la conduccin( estableciendo al mismo tiempoun depsito general situado sobre la misma fbrica con la entrada a 4, m delsuelo!

aF 2i se respeta la conexin antigua de 1%%( V"ul ser la potenciade la bomba que a de introducirse en la canaliEacin para conseguir elcaudal deseadoWbF .etermnese el dimetro que a de tener la conduccin paralograr el caudal deseado sin la necesidad de la bomba!

.2ubera de 1%% 1G0 m3/da 0!001,5 m3/s8 '350 m? 1!1,>Gx10:3*g/m!sH >>>!1 *g/m3. 0!0'G= m 5(Gx10:4m'

aF


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+ "alculando la potencia

BB!!!!BBRpta.

bF "alculando la velocidad en funcin del dimetro

+


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+ "omo

+ )ntonces

BBBBRpta.

1.10Un depsito elevado contiene lcohol )tlico del >5- a '0R " est conectadocon una cuba de esterificacin mediante una tubera de hierro de 1K! )larranque de la tubera( en el fondo del depsito( est a = m sobre la llegada ala cuba de esterificacin! 8a tubera tiene 3 codos & una vlvula de asientoQ sulongitud total es de '5 m!a) V"ul es el caudal de salida del alcohol al principio de la operacin(

siendo su nivel , m sobre el fondoWbF V"ul es el caudal cuando abandona el depsito la #ltima gota de

alcoholW8a viscosidad del alcohol es 1!4x10:3*g/m!s & su densidad ,15 *g/m3

.2

ubera de 1%%. 'G!=x10:3m Jabla :1>F

5!G0x10:4m'

? 1!4x10:3*g/m!s

H ,15 *g/m3

3 codos1 vlvula de asiento8 '5 m


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aF "alculando la carga de friccin

+ "alculamos la longitud total

+ "alculamos el n#mero de @arman

+


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.Rpta.

bF "alculamos la carga de friccin

+ "alculamos la longitud total

+ "alculamos el numero de *arman

+


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+ "alculamos el caudal

..Rpta

1.11.esde un depsito de agua( situado a 35 m de altura sobre el lugar deutiliEacin( han de conducirse '00 8/min a trav$s de una conduccin( cu&alongitud es de 150 m( que contiene 4 codos & una vlvula de asiento(

.etermnese el dimetro de la tubera!

.2H >>,!' *g/m3

? 1!00> cp 1!00>x10:3*g/m!s67 35 m '00 l/min 0!00'5 m3/s8 150 m4 codos1 vlvula de asiento

Cara iniciar nuestro clculos suponemos .1 'X

+ )ntonces tenemos de la tabla ! 1>

+


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+


24/38


+


25/38

+ "omparamos el hfcon el hfsupuesto & observamos que

Cor lo tanto tenemos que hacer otra suposicin!

2uponiendo .3 1 T%%


+


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+


27/38

+ "alculando la carga de friccin

+ "alculando el n#mero de @arma

+ "alculando el coeficiente de friccin



28/38

+ "alculando el caudal

+ "alculando el fluAo msico

BBBBBBRpta.

1.21Una bomba de 5 "\ con una eficacia del =0-( toma amonaco del '0- en undepsito & lo transporta a lo largo de una tubera de 100 m de longitud totalhasta el lugar de descarga situado a 15 m por encima del lugar de succin!.etermnese el dimetro de tubera a emplear si el caudal que circula por lacanaliEacin es de 10 m3/h!

.2

Cefectiva 5 "\ 'G'(5 *gm/s!

)ficiencia =0-

8 100m!

M7 :15 m

10 m3/h '(==, x 10:3m3/s!

. WW

>''!> *g/m3

? 10:5*g/ms

+ "alculando la carga de trabaAo


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+ "alculando hf

+ "alculando la velocidad en funcin del dimetro

+ "alculando el dimetro en funcin de coeficiente de friccin

2uponiendo f1 0(0'


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+


31/38

+ "omo

fsupuesto f hallado

BBBBBBRpta.

TERCERA PARTE

1.29)l hidrgeno empleado en una planta de sntesis de amonaco ha de entrar enlos convertidores a =5 at! 2i en el gasmetro disponemos de hidrgeno a >0 at& la lnea de conduccin tiene una longitud de ''0 m( determinase el dimetrode tubera a emplear si el fluAo de masa ha de ser de G0 @g/min( en condicionesisot$rmicas a '=]"!

.2

C1 >0 at

C' =5 at!

'=]"

8 ''0 m

Ox10:3*g/m!s

9G0 *g/min 1 *g/s

+ "alculando el fluAo msico en funcin del dimetro


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+ "alculando la presin media

+ "alculando la densidad media

+ "alculando el dimetro en funcin del coeficiente de friccin

+ "alculando el ndice de ;e&nolds en funccin del dimetro


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2uponiendo

+ "alculando el dimetro

+


34/38

+


35/38


+ "alculando la presin media

+ "alculando la densidad media

+ "alculando el ndice de ;e&nolds

+ "alculando el coeficiente de friccin en la fig! 1:4!

+ "alculando la presin '


36/38

+ "alculando la cada de presin

BBBBBBRpta.

1.31


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2uponiendo



+


38/38



+

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