FUNDAMENTOS DEL FLUJO DE FLUIDOS
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[cAP. 6
En los siguientes capítulos se demostrará que la línea de alturas totales es una línea recta en el caso de
flujo permanente en una tubería de diámetro constante. La línea de alturas piezométricas será paralela a la línea de alturas totales y situada por debajo de ella a una distancia igtal a V2l2g, altura de velocidad (en
la figura dibujada a trazos).
33. (a) ¿Cuál es la presión en la ojiva de un torpedo que se mueve en agua salada a 30 m/seg y a una profundidad de 9,0 m? (ó) Si la presión en un punto lateral C del torpedo, y a la misma profundidad que la ojiva, es de 0,70 kglcm2 (man), ¿cuál es la velocidad relativa en ese punto? Solución:
(a) En este caso se obtiene una mayor claridad, en la aplicación de la ecuación de Bernoulli, al considerar el torpedo en reposo y sumergido en una corriente de agua a la misma velocidad relativa que en el caso real.
La velocidad en la punta anterior del torpedo será ahora cero. Suponiendo que no hay pérdida de carga en un tubo de corriente que vaya desde un punto l, delante del torpedo y a suficiente distancia para que el flujo no esté perturbado, y un punto B, situado en la punta de la ojiva del torpedo, la ecuación de Bernoulli toma la forma
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+fi +,"t o bien es+!y+o) : (4+o+o)
Por tanto, pnlw : 55 m de agua de mar, y pu : nhllja : 1025(55)/104 : 5,65 kg/cm2 (man). Esta presión se llama presión de estancamiento (también presión de parada o de remanso) y puede expresarse en la forma ps: po + ipV'o, en kg/m2. Para un estudio más detallado, véase Capítulos 9 y 11.
(b) Se puede aplicarla ecuación de Bernoulli entre los puntos I y Co bienentre.By C. Escogiend,o Ay C,
,P¿. vi (;*
Pe v? +zc\ obien
2c-z¿)- O:(;+
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o,o+ff+o):,T;g +fi+ot
de la cual Vc : 30,7 mlseg.
34. Una esfera está colocada en una corriente de aire, donde reina la presión atmosférica, y que se mueve a una velocidad de 30,0 m/seg. Suponiendo que no hay variación en la densidad del aire y que ésta es igual a 0,125 UTM/m3, (a) calcular la presión de estancamiento y (ó) calcular la presión sobre
un punto de la superficie de la esfera, punto,B, a75'del punto de estancamiento, si la velocidad en dicho punto es de 66,0 m/seg. Solución:
(a) Aplicando la fórmula dada en el problema anterior se obtiene Ps: Po + ipv'o: 1,033(104) + +(0,125x30,0)'z : 10.330 + 56,25: 10.386 kg/m'? (b) Peso específico del aire : pC :0,125(9,8) : 1,225 kglm3. Aplicando la ecuación de Bernoulli entre el punto de estancamiento y el B, se obtiene
t'2
^ ("t +3+0)w¿gw¿g
r!i86 + o + o) : (" +(ó6'o)'z + o) 1.225 La 29 de donde pnlw :8238 m de aire, y ph: whll\a : 1,225(8238)lr0a : 1,010 kglcm2. D. Vl 0: ("! +;9+0l
o bien
35. Un gran depósito cerrado está lleno de amoniaco a una presión manométrica de 0,37 kglcm2 y a una temperatura de 18' C. El amoniaco descarga en la atmósfera a través de un pequeño orificio
practicado en uno de los lados del depósito. Despreciando las pérdidas por fricción, calcular la velocidad con que el amoniaco abandona el depósito (a) suponiendo su densidad constante y (á) suponiendo que el flujo tiene lugar en condiciones adiabáticas.
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