PROBLEMAS DE BALANCE DE MOMENTO, CALOR Y MASA

PROBLEMAS DE BALANCE DE MOMENTO, CALOR Y MASA

1.- a) Realizar un balance de cantidad de movimiento de un fluido newtoniano que se mueve entre dos placas planas y paralelas, donde ambas se encuentran en movimiento en el mismo sentido

b) Determinar la tensión o esfuerzo cortante y el perfil de velocidad que se produce al moverse el fluido. Las placas están separadas 2.78 cm. Una placa se mueve con una velocidad de 4.5 cm/s y la otra se mueve en la misma dirección a 1.12 cm/s. el fluido es un aceite y su viscosidad es de 1.4 cp

2. Resolver el problema 1

a) Si las placas se mueven en dirección opuesta

b) Si la placa superior está fija y la inferior se mueve a 4.5 cm/s

3. La velocidad de flujo de masa de un fluido que desciende por una pared vertical de 2.1 mm de espesor es de 0.43 kg/ms. Hallar la viscosidad del fluido newtoniano cuya densidad es de 0.23 kg/m3.

4. Realizar el balance de cantidad de movimiento y hallar el perfil de velocidad de un fluido que desciende sobre una placa ´plana e inclinada a 15° de la base. El fluido es newtoniano y tiene una viscosidad y densidad de 1.89 cp y 3.65g/cm3, la superficie de la placa es de 100 cm X30 cm y el espesor del fluido sobre la placa es de 5 cm.

5. Determinar la fuerza (recordando que  es la fuerza entre el área) que se necesita para impulsar una solución de agar que debe descender por una tubería cuyo diámetro es de 5 in y 2 m de longitud a una velocidad de 10 cm/s. La solución de agar tiene 3 kg/m3 de densidad y de viscosidad 2.3 cp. El esfuerzo máximo que soporta la solución es de 1.05 dinas/cm2.

6. Hallar el balance de cantidad de movimiento y el perfil de velocidad de una solución diluida de una solución de NaCl que asciende por una tubería de 3 in de diámetro y 4.5 m de longitud debido al impulso que ejerce la acción de la bomba. La diferencia de presión en la tubería es de 0.3 bar.

**7. Hallar la presión dinámica necesaria para impulsar un fluido newtoniano de 2.5 cp dentro de una tubería de diámetro de 20.67 cm y 5.2 m de longitud, el fluido debe conservar una velocidad media de 15 cm/s y llegar a una presión de 0.3 bar de diferencia a la salida.

8. Para homogeneizar la solución de un fluido newtoniano es necesario utilizar un mezclador el cual consiste en un tanque fijo con un tubo central moviéndose que proporciona velocidad al fluido. Determinar la velocidad que requiere el tubo para mover el fluido desde el centro del conjunto a la pared del tanque a una velocidad de 23 cm/s. El diámetro del tubo es de 3” y el del tanque 1 m.

9. Realizar un balance de cantidad de movimiento de un fluido newtoniano que ingresa a un recipiente cilíndrico impulsado por una presión. Considerar el movimiento en una sola dirección.

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