parcial 8

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TERCER PARCIAL DE FLUIDOS I 
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR NOMBRE: 
SECCIÓN MECÁNICA DE FLUIDOS 
TRIMESTRE: ENERO - ABRIL 2021 CARNET: 
 
PROBLEMA 1 (8 puntos) 
Se está trabajando en el prediseño de un protector de radiador de un coche formado por 
placas verticales como el mostrado en el esquema de la Figura. Cada placa se ha 
predimensionado a L = 100 mm y B = 400 mm, y cuyo espesor e se considerará 
despreciable. Para caracterizar este protector, se ensaya en aire a condiciones normales 1, 2 
kg/m3, 1, 8 × 10−5 Pa · s y para una velocidad de Uo = 120 km/h. En base al prototipo y 
datos mostrados, se pregunta: 
a) Calcular la separación entre placas mínima Hmin para que el espesor de cada capa 
límite formada entre dos placas se encuentren al final de las mismas, es decir, para x 
= L. 
b) Calcular la fuerza de arrastre que se produce en cada placa. Tomar en este caso la 
aproximación de velocidad constante sobre toda la placa, U0. 
c) Se desea caracterizar aerodinámicamente de forma aproximada la protección del 
radiador. Si la protección del radiador dispondrá de un número de placas n = 33 
placas y el área de paso de flujo para todo el radiador se toma una superficie de 
aproximadamente S = B × D = 0,2 m2, se pide: 
a. proponer y estimar el coeficiente de arrastre global del radiador. 
b. Calcular la potencia mínima requerida por un ventilador si el coche está 
inmóvil y el flujo de U0 es generado por el ventilador. 
 
PROBLEMA 2 (8 puntos) 
La figura muestra dos placas fijas verticales las cuales están separadas a una distancia de 10 
mm. Entre dichas placas circula un fluido paralelo, desarrollado en estado permanente que 
posee una viscosidad dinámica =0.08 N.s/m2 y una densidad de 650 Kg/m3. Las presiones en 
el punto 1 y en el punto 2 son de 1.4 kPa y 0.8 kPa respectivamente. Los puntos 1 y 2 se 
encuentran separados a una distancia de 10 cm. Considerar que las placas son muy anchas y 
no hay efecto de pared en la dirección “y” del flujo. En base a los datos y condiciones del 
problema planteado para un fluido incompresible, se pide: 
a) La distribución de velocidades w(x) 
b) El esfuerzo cortante  en x=h 
c) El caudal por unidad de ancho que circula entre las placas. 
d) La fuerza de arrastre que debe soportar cada vinculo de arriostramiento de la placa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 PROBLEMA 3 (9 puntos) 
Una mina hundida en agua (propiedades =9.8x20-07 m2/s, =999,93 Kg/m3) es remolcada 
por una embarcación a una velocidad de 5 m/s, su diámetro es de 1.2 m y su masa es de 1500 
Kg. En función de las fuerzas actuantes sobre la mina (tensión del cable, fuerza de arrastre, 
fuerza de flotación y fuerza de gravedad), determinar el ángulo de remolque del cable sobre la 
horizontal, suponiendo que el cable no posee peso, ni resistencia en el agua. 
 
PROBLEMA 4 (5 puntos) 
Práctica 1. ¿Qué parámetro considera usted que es el menos preciso al calcular la viscosidad 
dinámica de los fluidos aplicado el método de Stokes? 
Práctica 2. ¿Qué relación existe entre la fuerza de empuje obtenida y la variación de nivel de 
la superficie libre del agua? 
Práctica 3. ¿Qué relación observa usted entre la variación de las alturas piezométrica del 
video y las velocidades promedio en cada punto donde se ubican los piezómetros? 
Práctica 4. ¿Qué relación observó entre las variaciones de presión del chorro y los valores de 
las fuerzas obtenidas? 
Práctica 5. ¿Qué relación observó entre los errores atribuidos al calibrar el manómetro tipo 
Bourdon al aplicar una fuerza en el embolo por medio de la colocación de una masa “m”?