Ejercicios 3ra edicion

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UNIVERSIDAD DE CARABOBO 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA 
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EJERCICIOS PARA FENÓMENOS DE 
TRANSPORTE I 
3era Edición 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. VICTOR JOSÉ GUANIPA QUINTERO 
 
 
 
Bárbula, Mayo del 2014. 
AL PROFESOR 
 
Estimado profesor este trabajo comprende una serie de ejercicios que puede utilizar para enseñar a los estudiantes de la 
asignatura de Fenómenos de Transporte I de la Escuela de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería, Universidad de 
Carabobo, así como será de utilidad para agilizar los procesos de aprendizaje didácticos y puede recomendar como una ayuda a 
su resolución las Herramientas de Fenómenos de Transporte I. Tiene la finalidad de que puedas instruir a los estudiantes en 
darles una variedad mayor de ejercicios para este curso, con la ayuda de este módulo instruccional. 
 
Este trabajo pretende cubrir el contenido programático del curso a nivel de cálculos prácticos que generen un mayor 
desenvolvimiento y dominio de la asignatura por parte del alumnado cursante. Que sirva, además, de base a la resolución de 
problemas en el campo de trabajo, según las limitaciones del curso. 
 
Este material tiene como objetivo principal mejorar el proceso de enseñanza – aprendizaje de esta asignatura, ya que ésta 
dentro de sus objetivos específicos establece el dominio de la descripción de los fenómenos físicos asociados a la transferencia 
de momento, de tal manera que permita aportar afianzar los conocimientos fundamentales para generar egresados competitivos 
a los grandes cambios en los cuales está orientada la carrera de Ingeniería Química. Cualquier actualización que considere 
necesaria no dude en hacérmela llegar para continuar de forma progresiva la aplicabilidad de las mismas. 
 
Los diferentes tópicos se desarrollaron ordenadamente de manera que pueda ir instruyendo al alumno en realizar los ejercicios 
según el avance de sus clases durante el curso. También algunos ejercicios propuestos se les omiten algunos datos de forma tal 
que el alumno pueda profundizar acerca de lo que falta en el problema para que éste tenga solución, alcanzando un nivel de 
aprendizaje superior a cuando los ejercicios poseen todos los datos. De esta manera el alumno para dominar los conceptos 
impartidos en clase deberá realizar las consultas respectivas y así acentuar el grado de investigación de los alumnos. 
 
Los datos principales aportados en este trabajo están señalados con numeración de página en negritas, mientras que la 
información complementaria carece de esta indicación, de forma de no saturar con tanta información al estudiante. Recomiendo 
utilizar este material al momento de las resoluciones de ejercicios en clase. 
 
En cuanto al grado de dificultad, éste será presentado en orden aleatorio de tal manera que el estudiante pueda reconocer los 
diferentes grados de dificultad en que un problema puede ser planteado y resuelto. Además, la dificultad de los mismos no 
excederá las limitaciones del curso. Recomiendo que instruya acerca de los distintos tipos de habilidades en la resolución de un 
ejercicio. 
 
ESTRATEGIAS Y ACTIVIDADES RECOMENDADAS 
Objetivo Estrategias Actividades 
Aumentar el 
desenvolvimiento 
y dominio de la 
asignatura por 
parte del 
alumnado 
cursante. 
Clases 
interactivas. 
Realizar comentarios y recomendaciones, que propicien la inquietud en la resolución de 
problemas prácticos. 
Aclarar los distintos niveles de dificultad de cada ejercicio. 
Clases de 
ejercicios. 
Instruir sobre la forma como debe usarse el material. 
Relacionar los ejercicios con la utilidad en el campo de trabajo. 
Recomendar sobre la importancia de la realización de los ejercicios. 
Proporcionar ayuda en cuanto a la resolución más rápida de los ejercicios y de las distintas 
fuentes de obtención de datos. 
Dar a conocer el tiempo estimado de la resolución del ejercicio. 
Consultas 
personalizadas. 
Ejemplificar la dinámica del proceso de resolución de los ejercicios. 
Prestar atención en los casos especiales por dificultad del aprendizaje, debido a la 
resolución y orden de presentación de los resultados de los ejercicios. 
Crear un ambiente agradable a fin de que el estudiante se sienta en confianza de 
preguntar lo más mínimo de sus dudas en cuanto a la resolución de los problemas. 
 
 
 
 
 
 
AUTOEVALUACIÓN DEL ESTUDIANTE 
 
Amigo estudiante, conocer el grado como has aprendido el dominio en la resolución de los ejercicios no es tarea fácil, mas no 
imposible. Pues este módulo instruccional te aporta una serie de ejercicios para aumentar tu destreza, es a través de la agilidad 
en la ubicación de la data, de conocer el grado de dificultad de cada ejercicio, de reconocer que tengo y que me piden y cómo 
puedo llegar a la forma de resolverlos, y el orden de utilización de las ecuaciones aprendidas durante el curso; en un tiempo que 
el profesor te ha informado o que te invito a que le preguntes, para que te autoevalúes y así mejorar tu mismo a fin de que 
puedas tener mayor disponibilidad de tiempo en la resolución de los problemas planteados en los diferentes parciales a los 
cuales vas a ser sometido para tu evaluación. De esta manera, estarás autoevaluándote en la destreza que puedas tener en la 
resolución de los ejercicios, antes de una evaluación aplicada por el profesor. Debes sincerarte y preguntarte: en que eres más 
ágil, en la parte analítica-matemática o en el planteamiento de la resolución del ejercicio; solo así podrás tomar la acción de 
invertir más tiempo de práctica para así mejorar. Te deseo mucho éxito. 
 
 
AL ESTUDIANTE 
 
El presente trabajo comprende una serie de ejercicios que puedes necesitar como estudiante de la asignatura de Fenómenos de 
Transporte I de la Escuela de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería, Universidad de Carabobo, así como será de utilidad 
para agilizar los procesos de aprendizaje didácticos y te recomiendo como una ayuda a su resolución las Herramientas de 
Fenómenos de Transporte I. Tiene la finalidad de que puedas instruirte con una variedad mayor de ejercicios de este curso, con 
la ayuda de este trabajo. 
 
Este trabajo pretende cubrir el contenido programático del curso a nivel de cálculos prácticos que generen un mayor 
desenvolvimiento y dominio de la asignatura por parte del alumnado cursante. Que sirva, además, de base a la resolución de 
problemas en el campo de trabajo, según las limitaciones del curso. 
 
Este material tiene como objetivo principal mejorar el proceso de enseñanza – aprendizaje de esta asignatura, ya que ésta 
dentro de sus objetivos específicos establece el dominio de la descripción de los fenómenos físicos asociados a la transferencia 
de momento, de tal manera que permita aportar afianzar los conocimientos fundamentales para generar egresados competitivos 
a los grandes cambios en los cuales está orientada la carrera de Ingeniería Química. 
 
Los diferentes tópicos se desarrollaron ordenadamente de manera que pueda ir instruyendo al alumno en realizar los 
ejercicios según el avance de sus clases durante el curso. También algunos ejercicios propuestos se les omiten 
algunos datos de forma tal que el alumno pueda profundizar acerca de lo que falta en el problema para que éste tenga 
solución, alcanzando un nivel de aprendizaje superior a cuando los ejercicios poseen todos los datos. De esta manera 
el alumno para dominar los conceptos impartidos en clase deberá realizar las consultas respectivas y así acentuar el 
grado de investigación de los alumnos. Presta atención de cómo se resuelven los ejercicios ejemplos. 
Los datos principales aportados en este trabajo están señalados con numeración de página en negritas, mientras que 
la información complementaria carece de esta indicación, de forma de no saturar con tanta información al estudiante. 
Recomiendo utilizar este material al momento de las resoluciones de ejercicios en clase. 
En cuanto al grado de dificultad, éste será presentado en ordenaleatorio de tal manera que el estudiante pueda reconocer los 
diferentes grados de dificultad en que un problema puede ser planteado y resuelto. Además, la dificultad de los mismos no 
excederá las limitaciones del curso. Recomiendo que busques asesoría con tu profesor y preparador, para que identifiques los 
distintos tipos de habilidades y enfoques en la resolución de un ejercicio. 
presentado en la Figura N°3. 
Aplicando el balance de energía entre los puntos de 
análisis 1 y 2, se tiene: 
2
*2
22
1
*2
11 22
Z
g
vP
hZ
g
vP
L ++=+++ γγ
 
Como Z1=Z2 y v1=v2, se tiene que: 
γγ
21 PP
hL −= 
De la ecuación de pérdidas de energía por fricción, se tiene: 
g
v
D
L
fh DL *2
1
**
2





= Rearreglando para que 
quede despejada la velocidad: 
D
L
fL
hg
v
*
**2
= 
De la ecuación de Reynolds, se tiene: 
µ
ρ**
Re
vD= Colocándola en función de la velocidad, se tiene al 
sustituir los valores: Re = (1,43*10-4)*v 
La rugosidad absoluta para el acero comercial es: =ε 4,6*10-5 m, conocido el diámetro interno para catálogo 
40, se tiene: 3350=
ε
D
 
La resolución de este problema es por medio de un tanteo, ya que no hay posibilidad de sustituir los resultados 
parciales y generar la respuesta final. El procedimiento de tanteo recomendado es: 
Se supone un valor del factor de Darcy, con éste y la expresión de pérdida se determina una velocidad 
calculada, de estos resultados se obtiene el valor de Reynolds calculado y con la rugosidad relativa se busca en 
el Diagrama de Moody el valor del Factor de Darcy calculado. Cuando este último sea muy parecido al supuesto 
se ha llegado al final de la iteración. Esquema del algoritmo de Tanteo: 
¡Re supsup Finffvf uestoDcDcalculadocalculadacalduladauestoD →≅→→→ 
La respuesta se da, para 0225,0sup =uestoDf , con resultado de caudal igual a 0,057m3/s. 
 
Si el fluido se mueve a régimen laminar, se puede aplicar la ecuación de Hazen-Poiseuille: sustituyendo 
 
Parte para el Tercer Parcial 
Determine la caída de presión permanente en el tubo Venturi de un β = 0,55; diámetro de la tubería es de 4 
pulg., si se conoce que la caída de presión manométrica es de 45215 Kgf/m2. 
 
Resolución 
Conocida la relación de estimación entre ambas caídas: 
( )mP PP ∆−=∆− *1,0 se tiene: ( ) 22 /5,4521/45215*1,0 mKgfmKgfPP ==∆− 
Este ejercicio sencillo se plantea resuelto, para resaltar la importancia de los conceptos de pérdida permanente 
de presión y la registrada en el manómetro utilizado para la determinación del caudal que atraviesa el tubo 
Venturi. 
 
Figura N° 3 
EJERCICIOS PROPUESTOS 
Parte para el Primer Parcial 
1. Calcule la magnitud y la dirección de la lectura del manómetro, 
mostrado en la Figura N°4, después de que se abre la válvula. 
Los tanques son muy grandes en comparación con los tubos 
del manómetro. 
2. Un técnico encontró el dispositivo visto en la Figura N°5, en 
Bárbula, Venezuela 10° latitud norte aproximadamente a 
temperatura ambiente de 25 °C. Si el barómetro indica 723,5 
mmHg, a) Determine la presión absoluta en cada ambiente: A, 
B, C y D. b) ¿Cuántas lbf/pulg2 o pulgadas de Hg de vacío 
indica el manómetro de Bourdon ubicado en el ambiente D? c) 
¿Cuánto es el cabezal de H que mide el manómetro M cuando 
se abra la válvula? 
3. El tubo de la Figura N°6, está 
lleno de aceite. Determine la 
presión en A y B en metros de 
agua. 
4. Un medidor de Bourdon está 
dentro de un tanque de presión 
(Figura N°7), el cual registra una 
lectura de 12 psi. Otro medidor 
de Bourdon situado fuera del tanque de presión y conectado con él, registra una 
lectura de 20 psi y un barómetro aneroide registra 29 pulg Hg. ¿Cuál es la presión 
absoluta medida por A en pulg Hg? 
5. Se conecta un manómetro diferencial U de Hg sencillo a un tanque esférico que 
contiene metano a 25 °C. Si se obtiene un desnivel negativo de 30 cm en la rama 
abierta al ambiente y la presión atmosférica es de 715 mm Hg. ¿A qué presión 
absoluta está sometido el gas? ¿Qué lectura indicaría un manómetro de Bourdon? 
6. ¿Cuál será la lectura del manómetro en la Figura N°8? 
7. ¿Cuál es la presión del aire en el tanque mostrado en la Figura N°9? 
8. Calcule la lectura 
manométrica 
después de abrir 
la válvula del 
sistema 
mostrado en la 
Figura N°10. 
Figura N° 4 
Figura N° 5 
Figura N° 6 
Figura N° 7 
Figura N° 8 
9. Se conecta un 
manómetro diferencial 
de doble líquido (con 
amortiguadores 
cilíndricos verticales de 
diámetro 10 veces 
mayor que el de los 
tubos 0,6 cm), 
empleándose como 
fluidos manométricos: 
tetracloruro de carbono – agua, a un tubo Pitot (aparato medidor de 
velocidades puntuales de un fluido a expensas de pequeñísimas 
variaciones de presión). Si éste se inclina hasta alcanzar 60° con la 
horizontal. ¿Cuál es la sobrepresión medida si la lectura manométrica 
reportada es de 1,5 cm? 
 
10. Calcular la presión Px, indicada en la Figura N°11, si el manómetro A 
lee 250 KPa y el B un vacío de 200 mm Hg (ambos 
manómetros tienen orificios en sus marcos). La 
presión atmosférica es 101 KPa absoluta. 
 
11. Se hace fluir 30 gal/min de líquido cuya densidad 
relativa 60/60 es de 0,80. El fluido circula por una 
línea de 2 pulg de diámetro y se bifurca en tuberías 
de 1,75 pulg de diámetro (interno) por las cuales 
circula igual cantidad de fluido. Calcular: 
a) Flujo másico en las líneas de salida en Kgm/h. 
b) Velocidad lineal media en m/seg en cada línea. 
c) Velocidad másica de flujo en cada tubería en 
Kg/m2seg. 
d) Identifique el VC, SC, superficies x-potenciales de flujo. 
 
12. Suponiendo flujo estacionario y densidad constante. Calcular el flujo 
másico (para la Figura N°12) el flujo másico y el caudal en cada 
sección de la línea de flujo.. 
 
13. Calcular el caudal para operación con agua de la Figura N° 13, si el 
nivel del depósito superior se mantiene constante (suponer viscosidad 
nula). ¿La velocidad variaría sí el diámetro interno fuere diferente? 
 
14. Operando a 30 °C y despreciando toda pérdida de 
energía en la Figura N°14: 
a) Calcular el caudal en la tubería de salida. 
b) Las presiones en los puntos A, B, C y E. 
c) Chequear si se produce realmente el efecto 
sifón. 
 
15. Un intercambiador de calor de casca y tubo está 
hecho de dos tubos de acero estándar, como se 
muestra en la Figura N°15. Cada tubo tiene un 
grueso de pared de 0,049 pulg. Calcule el cociente 
requerido de rapidez de flujo de volumen en el 
casco entre la rapidez de flujo de volumen en el 
tubo, si la velocidad promedio de flujo deberá ser 
igual en cada uno. 
 
16. Aceite con una gravedad específica de 0,90 está fluyendo hacia abajo por el medidor Venturi, que se muestra en la Figura 
Figura N° 9 
Figura N° 10 
Figura N° 11 
Figura N° 12 
Figura N° 13 
N°16. Si la velocidad de flujo en la sección de 2 
pulg es de 10,0 pie/seg, calcule la desviación h 
del manómetro. 
 
17. Torricelli demostró que para tanques y boquillas 
expuestas a la atmósfera, la velocidad de vaciado 
depende de la altura del líquido para ese instante 
de tiempo dado. 
a) ¿Cómo dedujo esto? 
b) También demostró, que dependía de una 
constante “c”, que era inversamente proporcional a la viscosidad del 
fluido; donde para fluidos de viscosidad despreciable c=1, para la 
mayoría de los fluidos c=0,6. ¿Cuál sería aproximadamente el valor 
de c para un asfalto caliente? 
c) Si la boquilla de descarga abre hacia arriba. ¿Cuál es la altura 
máxima que alcanzaría el chorro vertical, si no existe pérdidas 
de energía? 
 
18. Una bomba se está usando para transferir agua de un tanque a 
uno que posee aire a 500 KPa por encima del nivel del agua, como 
se muestra en la Figura N°17. Si se están bombeando 2250 
lts/min, calcular la potencia transmitida por la bomba al agua. 
Suponga que el nivel de la superficie en cada tanque es la misma. 
 
19. Calcule la potencia transmitida por el aceite a la turbina de fluido 
que se ilustra en la Figura N°18. Si la rapidez de flujo de volumen es de 
0,25 m3/seg y si el motor tieneuna eficiencia del 75%, calcule la 
producción de potencia. 
 
20. Cae sobre el techo de un horno agua de lluvia muy leve, la cual es 
recogida por un tubo de drenaje, casi a nivel del pavimento se encuentra 
colocado a este tubo un manómetro de Bourdon que registra 25 gf/cm2. Si 
el tubo tiene una longitud de 4,5 m y es de acero comercial, cédula 40, de 
2 ½ pulg. Calcule el número de Reynolds del agua si cuando pasa por el 
manómetro lleva una temperatura de 65 °C. Este Re será utilizado en una 
correlación para calcular el calor perdido en el horno por causa de la 
llovizna. 
 
 
 
 
 
 
Figura N° 16 
Figura N° 14 
Figura N° 15 
Figura N° 17 
Figura N° 18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
27. Agua a 60°F está siendo bombeada desde una corriente hasta un estanque cuya superficie está a 210 pie por encima de 
la bomba. Véase la Figura N°22. El conducto que conecta a la bomba con el estanque es de acero de 8 pulg, calibre 40. 
a) Si se bombean 4. pie3/seg, calcule la presión a la salida de la bomba. b) Si la presión en la entrada a la bomba es de 
–2,36 lbf/pulg2 relativa, calcule la potencia transmitida por la bomba al agua. 
 
 
28. Se encuentra fluyendo queroseno a 25°C en el sistema que se muestra en la Figura N°23. La longitud total de tubería 
de cobre tipo K de 2 pulg es de 30 m. Las dos vueltas a 90° tienen un radio de 300 mm. El coeficiente de resistencia 
del rotámetro es de 2,3 requerido al cabezal de velocidad. Calcule la velocidad de flujo de volumen en el tanque B si 
una presión de 150 KPa se mantiene sobre el queroseno en el tanque. 
 
29. La Figura N°24, muestra un sistema utilizado para bombear refrigerante desde un tanque colector hacia un tanque 
elevado, donde el refrigerante es enfriado. La bomba entrega 30 gal/min. El refrigerante fluye de regreso hacia las 
maquinas en la medida que se requiera, por gravedad. El refrigerante tiene una gravedad específica de 0,92 y una 
viscosidad dinámica de 3,6x10-5 lbf seg/pie2. El filtro tiene un coeficiente de resistencia de 1,85 basado en el cabezal 
de velocidad en la línea de succión. Calcule: 
a) Presión en la entrada de la bomba. 
b) Potencia entregada por la bomba al refrigerante. 
Figura N° 21 
Figura N° 22 
23 pie
19 pie7 pie
VG
100%A
Válvula 
de retención
23 pie
19 pie7 pie
VG
100%A
Válvula 
de retención
VG
100%A
VG
100%A
c) Especifique el tamaño de la tubería 
de acero calibre 40 que se requiere 
para regresar el fluido hacia las 
maquinas. La máquina 1 requiere 
20 gal/min y la máquina 2 requiere 
10 gal/min. El fluido abandona las 
tuberías en las máquinas a 0 
lbf/pulg2 relativas. 
 
30. Remítase a la Figura N°25. Se está 
bombeando agua a 80°C desde un 
tanque a una velocidad de 475 
lts/min. a) Calcule la presión en la 
entrada de la bomba. b) Se desea 
cambiar el sistema para incrementar 
la presión a la entrada de la bomba. 
la velocidad de flujo debe 
permanecer a 475 lts/min. Vuelva a 
diseñar el sistema y calcule de 
nuevo la presión en la entrada de la 
bomba comparando con el resultado 
de la parte a). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura N°24 
VC
100%A
VG
100%A
Figura N°23 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VG
100%A
Válvula
Check
VG
100%A
Válvula
Check
Figura N°25 
EJERCICIOS PROPUESTOS 
 Parte para el Tercer Parcial 
31. Los datos de la Tabla N°1, corresponden a las velocidades de un flujo de aire en un 
tubo de 100 cm de diámetro. ¿Cuál es el gasto en m3/s? 
 
32. Usted requiere instalar una bomba centrífuga para extraer agua de un condensador 
que opera a vacío de 640 mm Hg. A la velocidad de descarga el fabricante 
recomienda utilizar un MPS por lo menos de 3 m por arriba de la presión de vapor de 
cavitación de 710 mm Hg de vacío. Si las pérdidas de energía en la succión son del 
orden de 1,5 m. 
a) ¿A qué altura mínima por encima de la bomba debe estar el nivel de líquido en 
el condensador? 
b) ¿Qué presión indica un manómetro de 
Bourdon, gradado en psi, instalado en la 
entrada a la bomba? Cuando no está en 
operación la bomba y cuando ésta está 
en operación. 
 
33. Se emplea una bomba centrífuga con las 
características de funcionamiento mostradas 
en la Figura N° 26, para bombear agua desde 
un depósito situado a 366 m de altura hasta 
otro situado a 450 m, a través de un tubo de 
acero de 36 cm. Si el tubo tiene 610 m de 
longitud, ¿Cuál es la descarga del tubo? 
 
34. Un manómetro de aire-agua se conecta a 
ambos lados de un orificio de 8 pulg en un 
tubo de agua de 12 pulg. Si el gasto máximo 
de agua es 5 pie3/seg, ¿Cuál es la deflexión 
en el manómetro? La temperatura del agua es 
de 60 °F. 
 
35. Se requiere hacer circular un líquido de gravedad específica 0,80 y viscosidad 0,5 cp desde el fondo de una columna de 
destilación a través de un 
vaporizador a una velocidad 
de 400 cc/seg, para ser 
introducido como vapor 
sobrecalentado en la zona de 
vapor del fondo de la torre que 
opera a 1 KN/m.m y cuyo 
líquido se encuentra a 0,4 m 
del fondo. Sugiera la 
disposición del sistema de 
bombeo (bomba centrífuga) 
para una tubería de acero 
comercial de 1 pulg, catálogo 
40 y 10 m de longitud si el 
NPSHr por la bomba es de 2 
m. 
 
36. La bomba utilizada en el 
sistema siguiente tiene las 
características mostradas en la 
Figura N° 27, la cual 
Tabla N°1. Velocidades 
puntuales del flujo de aire con 
respecto a la posición del tubo 
Figura N°26 
Figura N°27 
corresponde a una bomba de flujo axial. ¿Qué 
descarga se tendrá en las condiciones indicadas 
en la Figura N° 28 y cuál será la potencia 
necesaria? 
 
37. En ocasiones, se utilizan orificios semicirculares, 
como el mostrado en la Figura N° 29, para medir 
la cantidad de flujo de líquidos que también llevan 
sedimentos. La abertura en la parte inferior del 
tubo permite el paso libre de los sedimentos. 
Obténgase una expresión para Q en función de 
∆P, D y de otras variables importantes 
relacionadas con el problema. Después, con 
ayuda de la fórmula y al suponer cualquier dato 
desconocido, estime la descarga de agua a través 
de tal orificio cuando el -∆P sea de 80 KPa y el 
tubo de 30 cm. 
 
38. Una alumna avanzada en la 
especialidad de Ing. Química, 
recuerda una discusión 
presentada con los profesores 
del Lab. de Ing. Química, la cual 
se derivó de la siguiente 
pregunta: ¿Será verdad que una 
válvula en la zona de succión no 
regula caudal? Analice y dé su 
opinión al respecto. 
 
39. Si un líquido (densidad relativa = 0,95 y v = 10-5 m2/seg) 
circula a través del tubo y orificio mostrados en la Figura N° 
30. Indique la dirección del flujo y determine la descarga si 
los diámetros del orificio y del tubo son de 3 y 5 cm, 
respectivamente. 
 
40. Por una línea de vacío de 30 m de longitud pasa aire a 293 
°K. La presión cae de 1 KN/m2. Si la rugosidad relativa es 
de 0,002. ¿Cuál es su caudal aproximado? 
 
41. La velocidad de flujo de aire en un ducto de 12 pulg de 
acero comercial, catálogo 40, es medido con un tubo Pitot 
con el cual se cubre toda la sección transversal del ducto. 
Las lecturas registradas en un manómetro que contiene 
CCl4 y H2O según 
posición en la 
sección transversal 
están reportadas en 
la Tabla N°2. El 
manómetro de doble 
líquido opera totalmente aplomado. 
 
42. En un sistema de procesamiento químico, según la Figura N° 31, se toma alcohol propílico a 25 °C del fondo de un 
tanque pequeño y se transfiere por medio de un sistema de bombeo a otra parte del sistema, como se muestra en la 
Figura N° 31. La longitud de la línea entre los dos tanques es de 17 m. un filtro se instala en la línea y se sabe que tiene 
un coeficiente de resistencia K de 8,5. Se utilizará una tubería de acero inoxidable para la línea de transporte. Utilice ε = 
3,5*10-5 m para la rugosidad equivalente del tubo. Especifique el sistema de bombeo (bomba centrífuga) regulado por una 
válvula de globo 50% abierta, que permitirá unavelocidad de flujo de volumen de 150 lts/min a través de este sistema. 
Figura N°28 
Figura N°29 
Figura N°30 
Tabla N°2. Lectura manométrica del manómetro diferencial de doble líquido con 
respecto a la posición del tubo Pitot 
 
43. ¿Cómo se define el NPSH de una bomba? ¿Qué se entiende por NPSH requerido por una bomba? ¿Por qué el NPSHr 
debe ser tan pequeño como sea posible? ¿Qué espera Usted que suceda si no se provee al sistema del NPSH 
necesario? ¿En qué consiste el punto de 
trabajo o de operación de una bomba 
centrífuga? Utilice las curvas de 
rendimiento o características de una 
bomba centrífuga para explicar el asunto. 
¿Qué se entiende por cavitación y cómo 
se puede detectar la ocurrencia de la 
misma? ¿Por qué el HD debe ser mayor 
o igual al HR por el sistema? ¿Qué 
importancia tiene el valor de la 
eficiencia? Analice sus respuestas. 
 
 
 
Figura N°31 
BIBLIOGRAFÍA 
 
1. TRANSPORTE DE MOMENTO PARA INGENIEROS DE PROCESOS. Silva, Julio. 1995. Trabajo de Ascenso. Escuela de 
Ingeniería Química. Universidad de Carabobo. 
2. HERRAMIENTAS DE TRABAJO PARA FENÓMENOS DE TRANSPORTE I. Guanipa, Victor. 2da Edición. Escuela de 
Ingeniería Química. Universidad de Carabobo. 2011. 
3. MECÁNICA DE FLUIDOS. Mott, Robert. 1998. 
4. PROBLEMAS DE FLUJO DE FLUIDOS. Barderas, Antonio. 1990. Primera edición. Editorial Limusa. México. 
5. MECÁNICA DE LOS FLUIDOS. Streeter, Victor. 1988. 8va edición. Editorial McGraw-Hill. México. 
6. ELEMENTOS DE MECÁNICA DE FLUIDOS. Vennard, J. y R. Street. 1989. 3ra edición. Compañía editorial continental. 
México. 
7. MECÁNICA DE FLUIDOS. Crowe, C. y J. Roberson. 1984. Segunda edición. Nueva editorial Interamericana. México. 
8. FUNDAMENTOS DE TRANSFERENCIA DE MOMENTO, CALOR Y MASA. Welty, J. y otros. 1994. 2da edición. Editorial 
Limusa. México. 
9. MANEJO DE FLUIDOS. Crane. 
10. PRINCIPIOS DE OPERACIONES UNITARIAS. Foust, A. y otros. 1980. Editorial Cecsa. México. 
11. TUBERÍAS INDUSTRIALES DISEÑO, SELECCIÓN, CÁLCULO Y ACCESORIOS. Kentish, D. 1989. 1ra edición. Editorial 
Urmo. España. 
12. OPERACIONES UNITARIAS EN INGENIERÍA QUÍMICA. McCabe, Warren y otros. 1991. Cuarta edición. Editorial McGraw-
Hill. España. 
13. MANEJO DE FLUIDOS. Laya, Armando. Trabajo de Ascenso. Escuela de Ingeniería Mecánica. Universidad de Carabobo. 
14. BOMBAS SU SELECCIÓN Y APLICACIÓN. Hicks, Tyler. 1965. 1ra edición. Compañía editorial continental. México. 
15. BOMBAS FUNCIONAMIENTO, CÁLCULO Y CONSTRUCCIÓN. Schulz, Hellnwth. 1964. 10ma edición. Editorial Labor. 
España. 
EXTENSIÓN DEL CONTENIDO PARA FENÓMENOS DE TRANSPORTE I 
 
A continuación se muestra en contenido del curso. 
 
UNIDAD I: INTRODUCCIÓN. Introducción general a los fenómenos de transporte de momento calor y masa. Concepto de 
operación unitaria. Transporte molecular y convectivo. Aplicaciones industriales. COMPORTAMIENTO DE UN FLUIDO EN 
REPOSO. Definición de fluido. Ley de Newton de viscosidad. Presión de un fluido. Presión en un punto de un fluido en reposo. 
Leyes de Pascal. Ecuación básica de la hidrostática. Medidores de presión. Manómetros diferenciales. Manómetro de Bourdon. 
Barómetro. Problemas. COMPORTAMIENTO DE UN FLUIDO EN MOVIMIENTO. Concepto de Viscosidad. Variación de la 
viscosidad. Fluidos newtonianos y no newtonianos. Introducción a Flujo laminar y flujo turbulento. Capa limite. Separación de la 
capa limite. CONDUCTOS Y TUBERIAS COMERCIALMENTE DISPONIBLES. Diámetro. Calibre. Conductos. Aplicaciones. 
 
UNIDAD II: DESCRIPCIÓN DE UN FLUIDO EN MOVIMIENTO. Introducción. Ecuación de continuidad. Ley de Hazen- Poiseuille. 
Principio de la conservación de la energía. Ecuación de Bernoulli. Concepto de cabezal. Balance global de momento lineal. 
Trabajo de bombas y de turbinas. Potencia. Eficiencia. Problemas. 
 
UNIDAD III: FLUJO INTERNO Y CÁLCULO DE PÉRDIDAS POR FRICCIÓN. Flujo sobre objetos. Fricción en un fluido. 
Coeficientes de fricción. Diagrama de Moody. Perdidas menores de energía: Pérdida de carga de válvulas, conexiones y otros 
accesorios. Clasificaciones y tipos de válvulas. Válvula automática. Dimensionamiento de una válvula de control automático. 
Diámetro económico de una tubería. Tuberías en paralelo. 
 
UNIDAD IV: TRANSPORTE DE FLUIDOS. Bombas, ventiladores, sopladores y compresores. Función de una bomba. Cabezal 
Disponible y requerido de una bomba. Punto de operación de una bomba. Consumo eléctrico de un equipo de bombeo. 
Eficiencias. Cavitación. Cabezal neto de succión positiva requerida y disponible para una bomba. Arreglo de bombas. Selección. 
 
UNIDAD V: MEDIDORES DE FLUJO. Introducción. Tipos de presión. Clasificación de los medidores de flujo. Placa orificio, 
venturi, tubo de Pitot, rotámetro, tobera de flujo y codos. Coeficientes de descarga. Pérdida de carga en medidores de flujo. 
Selección. Flujo en canales. Vertederos. Nuevos tipos de medidores de flujo. Problemas. 
 
Al finalizar estas unidades, el estudiante ha de ser capaz de comprender estos conceptos, de crear ideas comparativas, de 
realizar ejercicios y resolverlos de una manera mucho más fácil, con la ayuda inductiva de este instrumento, que le aporta una 
variedad de ejercicios prácticos, para facilitarle al estudiante la habilidad y destreza requerida durante los exámenes escritos de 
esta materia. El orden de aparición de los ejercicios con respecto a su complejidad es aleatoria, para que el estudiante al 
avanzar en sus resoluciones se encuentre con diferentes niveles y pueda distinguir entre uno y otro, la facilidad de encontrar una 
respuesta. Este módulo prepara al estudiante para su evaluación más ponderada: el examen escrito. En este material se 
presenta la extensión completa del módulo a los contenidos programados en la asignatura.