parcial de fluidos 8

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SEGUNDO PARCIAL DE FLUIDOS III
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR NOMBRE:
SECCIÓN MECÁNICA DE FLUIDOS
TRIMESTRE: ENERO - ABRIL 2020 CARNET:
FECHA DE REALIZACIÓN: 26072020
PREGUNTA 1 (25%)
Circula aire en una tramo de una sección divergente, cuyas condiciones a la entrada son
M1=0.4, T1=2350°F y P1=90.0 psia. Si a la salida de la sección divergente las
condiciones son M2=0.8, T2=1200°F y P2=3.0 psia, calcular las condiciones de
estancamiento isentrópico (temperatura, presión y densidad) a la entrada y salida, y el
cambio de entropía (∆S) entre las condiciones de entrada y salida del tramo.
Datos: k=1.4, R = 53.3 pie(lbf/lbm)R, cp=0.240 Btu/lbm R, cv=0.171 Btu/lbm R.
Respuesta To=______R, Po=__________psia, ρo=_______lbm/pie3, ∆S=_______ Btu/lbm R
PREGUNTA 2 (25%)
Una tobera convergente-divergente esta diseñada para expandir aire a un M=3 y tiene
un área de salida de 250 mm2. El sistema convergente-divergente está conectado en su
entrada a un tanque de gran tamaño con aire presurizado a 4.5 MPa (manométrica) y a
750 K, y en la salida descarga a la atmósfera estándar (101325 Pascal). Considerando
condiciones isentrópicas a lo largo de la sección convergente-divergente, calcular la
presión a la salida y el flujo másico circulante.
Datos: k=1.4, R = 0.287 kJ/Kg.K
Respuesta Ps= __________________ kPa, = _____________________________ kg/s
PREGUNTA 3 (25%)
Por un ducto de área constante de sección transversal rectangular (6 pies x 4 pies)
circula aire en codiciones de estrangulamiento. La rugosidad relativa de la superficie
interna de la tubería es de 0.0001. Si no existe transferencia de calor a través de las
paredes a lo largo del ducto para un tramo de tubería de 20 pies de longitud, determinar
el número de Mach en la entrada y el número de Reynolds cuando la presión ambiente
es de 14.7 psia a la salida del tramo y la presión absolta a la entrada del mismo es de 18
psia.
Datos: k=1.4, R = 53.3 lbf.pie/lbm.R
Respuesta M1= __________________ , Re= _____________________________
PREGUNTA 4 (25%)
A través de un ducto corto de sección transversal constante fluye aire. Las condiciones
de entrada del ducto son M1=0.3, T1=50°C y ρ1=2.16 kg/m3 y las condiciones de salida
son M2=0.6 y ρ2=0.721 kg/m3. Determinar la cantidad de calor por unidad de masa
(dQ/dm) y el cambio de entropia en el proceso.
Datos: Cp= 1.005 kJ/Kg.K, R = 0.287 kJ/Kg.K
Respuesta dQ/dm = __________________ kJ/ kg , ∆S= _________________ kJ/ kg K