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Orientación Universidad
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Taller 1 manejo de fluidos, Ejercicios de Mecánica de Fluidos

Taller 1 solucionado por auxiliares del profesor Fredy del año 2024 que se sigue aplicando

Tipo: Ejercicios

2023/2024

Subido el 10/05/2025

paula-rivero-12
paula-rivero-12 🇨🇴

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Universidad Industrial de Santander
Escuela de Ing. Química
Manejo de Fluidos y Solidos
Profesor Fredy Avellaneda Vargas
1
TALLER 1: PROPIEDADES Y ESTÁTICA DE FLUIDOS
Principio de Arquímedes, Principio de Pascal y Manometría
“La ciencia se compone de errores, que, a su vez, son los pasos hacia la verdad”.
- Julio Verne
Las figuras presentadas NO se encuentran a escala real.
1. (0,5) Responda las siguientes interrogantes con una extensión entre 30 a 50
palabras.
a. Explique con sus propias palabras la diferencia entre un barómetro y
un manómetro.
b. ¿Cuál es la diferencia entre presión absoluta, presión atmosférica,
presión manométrica y presión de vacío?
c. ¿Qué es un fluido no-newtoniano? Escriba un ejemplo de este y cómo
puede ser utilizado en un proceso industrial.
d. ¿Cómo varía la viscosidad dinámica en los líquidos y en los gases
cuando cambia la temperatura?
e. Defina qué es la cavitación.
2. (0,3) Un tubo capilar se sumerge verticalmente en un recipiente de agua. Si
se sabe que el agua comienza a evaporarse cuando la presión cae por debajo
de 0,29 𝑝𝑠𝑖, determine la máxima elevación capilar y el diámetro del tubo
para este caso de máxima elevación. Considere que el ángulo de contacto en
la pared interior es de 10° y que la tensión superficial es de 2 𝑁 𝑚
.
3. (0,3) Se va a medir la viscosidad de un fluido con un viscosímetro rotacional
constituido de dos cilindros concéntricos de 5 𝑓𝑡 de largo. El diámetro interior
del cilindro exterior mide 6 𝑖𝑛 y la separación entre los dos cilindros es de
0,035 𝑖𝑛. Se hace girar el cilindro interior a una velocidad de 250 𝑟𝑝𝑚 y se mide
que el par de torsión es de 1,2 𝑙𝑏𝑓𝑓𝑡. Determine la viscosidad del fluido en
unidades correspondientes al Sistema Inglés.
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Escuela de Ing. Química Manejo de Fluidos y Solidos Profesor Fredy Avellaneda Vargas TALLER 1 : PROPIEDADES Y ESTÁTICA DE FLUIDOS Principio de Arquímedes, Principio de Pascal y Manometría “La ciencia se compone de errores, que, a su vez, son los pasos hacia la verdad”.

- Julio Verne Las figuras presentadas NO se encuentran a escala real. 1. (0,5) Responda las siguientes interrogantes con una extensión entre 30 a 50 palabras. a. Explique con sus propias palabras la diferencia entre un barómetro y un manómetro. b. ¿Cuál es la diferencia entre presión absoluta, presión atmosférica, presión manométrica y presión de vacío? c. ¿Qué es un fluido no-newtoniano? Escriba un ejemplo de este y cómo puede ser utilizado en un proceso industrial. d. ¿Cómo varía la viscosidad dinámica en los líquidos y en los gases cuando cambia la temperatura? e. Defina qué es la cavitación. 2. (0, 3 ) Un tubo capilar se sumerge verticalmente en un recipiente de agua. Si se sabe que el agua comienza a evaporarse cuando la presión cae por debajo de 0 , 29 𝑝𝑠𝑖, determine la máxima elevación capilar y el diámetro del tubo para este caso de máxima elevación. Considere que el ángulo de contacto en la pared interior es de 10° y que la tensión superficial es de 2 𝑁 ⁄𝑚^. 3. (0, 3 ) Se va a medir la viscosidad de un fluido con un viscosímetro rotacional constituido de dos cilindros concéntricos de 5 𝑓𝑡 de largo. El diámetro interior del cilindro exterior mide 6 𝑖𝑛 y la separación entre los dos cilindros es de 0 , 035 𝑖𝑛. Se hace girar el cilindro interior a una velocidad de 250 𝑟𝑝𝑚 y se mide que el par de torsión es de 1 , 2 𝑙𝑏𝑓 ∙ 𝑓𝑡. Determine la viscosidad del fluido en unidades correspondientes al Sistema Inglés.

Escuela de Ing. Química Manejo de Fluidos y Solidos Profesor Fredy Avellaneda Vargas

4. (0, 3 ) Un objeto cuyo volumen es de 6 𝑓𝑡^3 requiere una fuerza de 60 𝑙𝑏𝑓 para mantenerlo sumergido en agua. Si se requiere una fuerza de 36 𝑙𝑏𝑓 para mantenerlo sumergido en otro líquido, ¿Cuál es la densidad del agua a estas condiciones? ¿Cuál es la relación de densidades entre el líquido en cuestión y el agua? 5. (0,5) Un densímetro pesa 5 × 10 −^3 𝑁 y posee en el extremo superior un eje cilíndrico de 3 𝑚𝑚 diámetro, este se sumerge en aceite cuya 𝐺𝐸 = 0 , 780 ; a su vez, un segundo densímetro de iguales características se sumerge en un alcohol cuya 𝐺𝐸 = 0 , 821 , como se muestra en la siguiente figura: Determine ℎ (en 𝑐𝑚) como una comparativa entre las alturas de los densímetros, asumiendo el valor de la densidad del agua como 1000 𝑘𝑔 ⁄𝑚^3. 6. (0, 5 ) En la siguiente figura todos los fluidos están a 20 °C. Determine la diferencia de presión entre los puntos A y B (𝑝𝐴 − 𝑝𝐵) en 𝑃𝑎. Adicional tenga en cuenta la siguiente información: 𝜌𝐴𝑔𝑢𝑎 = 998 𝑘𝑔 ⁄𝑚 3 ; 𝜌𝐴𝑖𝑟𝑒 = 1 , 2 𝑘𝑔 ⁄𝑚 3 ; 𝐺𝐸𝐵𝑒𝑛𝑐𝑒𝑛𝑜 = 0 , 88 ; 𝐺𝐸𝑀𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜 = 13 , 60 ; 𝐺𝐸𝑄𝑢𝑒𝑟𝑜𝑠𝑒𝑛𝑜 = 0 , 81 7. (0, 5 ) En la siguiente figura, un bloque de madera (𝐺𝐸 = 0 , 6 ) se hunde en un fluido X de forma que el 75% de su volumen queda sumergido dentro de este. Estime la presión de vacío del aire (en 𝑘𝑃𝑎) que se encuentra dentro del tanque.

Escuela de Ing. Química Manejo de Fluidos y Solidos Profesor Fredy Avellaneda Vargas 10.(0, 8 ) Los compartimentos B y C de la siguiente figura están cerrados y llenos de aire. Un barómetro marca 99 , 98 𝑘𝑃𝑎. ¿Cuál debe ser el valor de 𝑥 en el manómetro E (altura del mercurio de 𝐺𝐸 = 13 , 60 en el manómetro de tubo en U) cuando los manómetros A y D presentan las lecturas indicadas? (Para este punto, si usted pertenece al grupo B1, debe presentar las unidades en 𝑐𝑚. En cambio, si pertenece al grupo B2, lo debe hacer en 𝑖𝑛).