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Tarea de operaciones unitarias, Apuntes de Ingeniería

Contiene tuberías, torres de absorción

Tipo: Apuntes

2021/2022

Subido el 26/10/2023

fernando-enr-quez-aguirre
fernando-enr-quez-aguirre 🇲🇽

3 documentos

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bg1
Fórmulas
h1 (m) h
1
(m3)h2 (m)
5
3.15
1.5
104.71 -503.58
t 99.6742 min
98 min
V= 0.23845 m3/min
1. Fluye agua desde un tanque cónico a razón de 0.020(2 + h 2 ) m 3 /min, como se muestra en
la figura. Si el tanque inicialmente está lleno, ¿cuánto tardara en salir del tanque el 75% del
agua? ¿Qué velocidad de flujo tendrá el agua entonces?
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Fórmulas

h 1 (m) (^) h 1 (m^3 ) h 2 (m) 5 3.15 1.

104.71 -503. t 99.6742 min 98 min

V= 0.23845 (^) m^3 /min

  1. Fluye agua desde un tanque cónico a razón de 0.020(2 + h 2 ) m 3 /min, como se muestra en la figura. Si el tanque inicialmente está lleno, ¿cuánto tardara en salir del tanque el 75% del agua? ¿Qué velocidad de flujo tendrá el agua entonces?

න 56.6 ℎ

ଶ (^) ݀ℎ 2 + ℎଶ^ = − න݀ ݐ^ ݐ− =

௧ ଴

௛మ ௛భ

ݐ = −56.36 ℎ ቤ ℎℎଵ ଶ

113  2 tanି ଵ^ 2ℎ

ቤ݀݀ݒݐ = 0.02 2 + ℎଶ

Fórmulas

V 25.0002 m/s V 30 m/s Cp 1 Cp 1

Densidades (kg/m^3 ) Aire 1. Agua 997.

Memoria de cálculo

Manómetro A

∆ P 34.7873^ Kg/m

H (m) 0.0002617^ m

Manómetro B

∆ P 18.

H (m) 0.

  1. A través de una tubería fluye aire con una densidad de 1.045 kg/m 3. Si la velocidad es de 25 m/s, determine las lecturas en los manómetros a y b de las figuras.

ܸ ௠á௫ ܥ =௣

 ݃2 ܲ∆ ߩ

∆ܲ =(0.0002617)(9.81)(13546.2 - 1.045)

ܲ∆ =

ܲ∆ = 34.7873Kg/m

∆ܲ =(0.000148188)(9.81)(13546.2 - 997.08)

ܲ∆ =

ܲ∆ = 18.2429Kg/m

Fórmulas

ṁ = ρ * A * V

Memoria de Cálculo P 1+1/2 ρ ( A 2/ A 1)^2∗ V 2^2+ ρgh = P 2+1/2 ρV 2^2+ ρgh P1−P2=1/2ρ(V22−(A1/A2)2∗V2^2)

  1. Encuentre q para el flujo de agua en una tubería con diámetro interno D = 100mm, utilizando un tubo Venturi con una sección convergente maquinada. El diámetro degarganta d del tubo Venturi es de 60mm. El tubo Venturi está en una sección de tubería con una inclinación θ = 45º (véase la figura). La distancia desde 1 hasta 2 en el tubo es 120mm

P 1+

1 2 ρ ܸ^1

ଶ (^) + ρgh 1 = P 2+ 1 2 ρ ܸ^2

ଶ+ ρgh 2 . ܯ 1=^

. ܯ 2

P 1− P 2 =

1 2 (999 kg / m 3)(ܸ^2

ଶ−(0.1 m /0.06 m )ଶ2ܸ∗ ଶ)

P 1− P 2 = (499.5)(1−2.7778)2ܸ∗ ଶ P 1− P 2 = (499.5)(1−2.7778)2ܸ∗ ଶ

P 1− P 2= 1370.346 N / m 2 V 2≈0.8787 m / s

Q0.002479 m 3 / s

A 2≈0.002827 m 2

Fórmulas

P 1 (Lb/ft^2 ) P 2 (Lb/ft^2 ) Z 1 (ft) 1,728 62.4 3.

27.692307 ft

31.1923077 ft

30.1523077 ft

  1. ¿Qué altura alcanzará el chorro de agua, en las condiciones mostradas en la figura?

ଵ ߩ

ଶ ݃

ଶ ݃

Fórmulas

ρ (kg/m^3 ) (^13564) ∆P (kg/m^2 ) 12680. ρ (kg/m^3 ) 870 H (m) 0. sg 0. μ (kg/m.s) 0. C Orifi. 0. C Ven. 0.

V (m/s) 10.6537 V (m/s) 17.

  1. A través de una tubería fluye un aceite con un peso específico de 0.87 y una viscosidad de 6 cps. Para medir el flujo se utiliza un orificio con una abertura de diámetro igual a la mitad del diámetro interno del tubo. Se propone reemplazar este orificio con un Venturi cuyo diámetro de garganta sea igual al diámetro del orificio. Si el coeficiente del orificio es 0.61 y el del Venturi 0.98 y no se modifica la velocidad de flujo, calcular: (a) El cociente entre la lectura del Venturi y la lectura del orificio. (b) El cociente entre la pérdida neta de presión debida a la instalación del Venturi y la que se encuentra con el orificio.

Orificio Ventury



ସ =^ v = (0.5354)

మ(వ.ఴభ)(భమలఴబ.ఱ) ఴళబ



ଵି బ.లభబ.వఴ

Diam (m) Temp. (°C) ρ (mmHg) 0.0762 15 850

1.288225 (^) kg/m^3

6.159515 m/s

Q(V*A) 0.02809 (^) m^3 /s

  1. Un tubo Pitot se introduce en el centro de una tubería de 3plg que conduce nitrógeno, registrándose una lectura de 35mm de H 2 O en un manómetro inclinado (1/10) en conexión con el Pitot. La temperatura del nitrógeno en la tubería es de 15ºC y su presión en el lugar en que se introduce el tubo Pitot es de 850mm Hg. Determínese el caudal referido a condiciones normales de temperatura y presión.

௠á௫ ܥ =௣

y (m) 0.0 1.0 3.0 5.0 7.0 7.0 9.0 10. H (m) 0.0 1.0 1.5 3.0 3.5 3.2 2.0 0. U (m/s) 0.0 0.1 0.1 0.2 0.3 0.3 0.2 0.

a) La profundidad promedio.

2.991583 m

b) El área de la sección transversal

21.16225 (^) m^2 c) La velocidad promedio.

0.23 m/s

d) El caudal promedio

1.

4.281875 (^) m^3 /s

Ejercicio 10. Se recolectaron los siguientes datos para una sección transversal de un río (y= distancia de la ribera, H= profundidad, B= Ancho Total del canal (m) y U= velocidad):

ܣ௖ ݕ ݀ݕ ܪ න =

஻ ଴

ܳ ܷන = ݕ ݀ݕ ܪ ݕ

஻ ଴

ܣ௖ = 1 − 0 0 + 1 2 + 1 − 2 1 + 1.5 2 + 5 − 3 1.5 + 3 2 + 7 − 5 3 + 3.5 2 + 8 − 1 3.5 + 3.2 2 + 9 − 8 3.2 + 2 2 + 9 − 8 2 + 0 2

ܣ௖ =^12 +^52 +^92 +^132 +^6720 +^135 + 1 =

= ܫܾ3݂ܺ8 ଴ ݂ܺ3 + (^) ଵ ݂ܺ3 + (^) ଶ ݂ܺ3 + (^) ଷ

ܫ =

3 10 − 7 3 ݂8 7 ݂3 +^8 ݂3 +^9 ݂3 +^10 6 + 9.2 + 3.5 0.375 = ܫ + 0 = ܫ ܣ௖ ݋݈ܽܿݎ݁ݐ݊ܫ = ݋ݒܽܿݎ݁ݐ݊ܫ + ܫ ݋݈ܽݒݎ݁ݐ݊ܫ + ܫܫ ܫܫܫ ܣ௖ = 0.5 + 13.5 + 7. ܣ௖ ܸ=

௣௥௢௠ =^ 1 − 0^

0 + 1 2 +^ 3 − 1^

1 + 0. 2 +^ 5 − 3^

0.12 + 0. 2 +^ 7 − 5^

0.2 + 0. 2 +^ 8 − 7^

0.25 + 0. 2 +^ 9 − 8^

0.3 + 0. 2

  • 10 − 9 1.5 + 0ܸ

௣௥௢௠ =

1 20 +

11 50 +

8 25 +

9 20 +

11 40 +

9 40 +

3 40 =

= ܫ^3

10 − 7 3 ݂8 7 ݂3 +^8 ݂3 +^9 ݂3 +^10 3.5 0.375 = ܫ∗ 0.25 + 3 3.2 ∗ 0.3 + 3(2 ∗ 0.15) ܳ= ܫ 1 ݈݊= 2 ݈݊+ ܳ3 ݈݊+

= 0.05 + 2.48625 + 1.745625ܳ