Aquí tienes todos los enunciados corregidos y redactados con una mejor gramática, coherencia y estilo técnico:
7.1 Una tubería horizontal transporta aceite con una gravedad específica de 0.83. Si dos manómetros ubicados a lo largo de la tubería indican presiones de 74.6 psig y 62.2 psig, respectivamente, calcule la pérdida de energía que se produce entre ambos puntos de medición.
Datos:
- Tubería horizontal
- Fluido: aceite
- Gravedad específica: 0.83
- Presión en el primer medidor: 74.6 psig
- Presión en el segundo medidor: 62.2 psig
7.4 Una tubería de acero de gran longitud, de diámetro nominal DN 150 y cédula 40, descarga 0.085 m³/s de agua desde un depósito hacia la atmósfera, como se muestra en la figura 7.13. Calcule la pérdida de energía que ocurre en la tubería.
Datos:
- Caudal: 0.085 m³/s
- Fluido: agua
- Descarga: hacia la atmósfera
- Tubería: acero DN 150, cédula 40
- Sistema: flujo desde un depósito
7.6 En la figura 7.15 se muestra un montaje experimental para determinar la pérdida de energía al hacer fluir agua a través de una válvula. Calcule la pérdida de energía si el flujo es de 0.10 ft³/s de agua a 40 °C. Asimismo, calcule el coeficiente de resistencia $K$, si la pérdida de energía se expresa como $K(v^2/2g)$.
Datos:
- Fluido: agua a 40 °C
- Caudal: 0.10 ft³/s
- Objetivo: Calcular pérdida de energía y coeficiente de resistencia K
- Fórmula para pérdida: $h_L = K \cdot \dfrac{v^2}{2g}$
7.8 Una bomba se utiliza para transferir agua desde un tanque abierto hacia otro tanque que contiene aire a 500 kPa sobre la superficie del agua, como se indica en la figura 7.17. Si el caudal es de 2250 L/min, calcule la potencia que la bomba entrega al agua. Suponga que el nivel de la superficie libre en ambos tanques es el mismo.
Datos:
- Fluido: agua
- Tanque receptor: contiene aire a 500 kPa sobre el agua
- Nivel del agua: igual en ambos tanques
- Caudal: 2250 L/min
7.9 Para el caso del problema 7.8 (figura 7.17), suponga ahora que el tanque de la izquierda también está sellado y que la presión del aire sobre el agua es de 68 kPa. Calcule la potencia que debe suministrar la bomba.
Datos:
- Modificación del problema 7.8
- El tanque de la izquierda ahora está sellado
- Presión del aire sobre el agua en el tanque izquierdo: 68 kPa
7.10 Una bomba sumergible disponible comercialmente puede generar un flujo de 2800 gal/h de agua a lo largo de una elevación vertical de 20 ft. La entrada de la bomba está justo debajo de la superficie del agua y la descarga es hacia la atmósfera, a través de un tubo de 1¼ in cédula 40.
(a) Calcule la potencia que la bomba entrega al agua.
(b) Si la bomba proporciona 0.5 hp de potencia, determine su eficiencia mecánica.
Datos:
- Tipo de bomba: sumergible
- Caudal: 2800 gal/h
- Elevación vertical: 20 ft
- Diámetro de la tubería de descarga: 1¼ in, cédula 40
- Entrada de la bomba: justo debajo de la superficie del agua
- Descarga: a la atmósfera
- Potencia entregada por la bomba: 0.5 hp
7.22 La figura 7.26 muestra el esquema de un sistema hidráulico. La bomba extrae aceite —con gravedad específica de 0.90— desde un depósito y lo conduce hacia un cilindro hidráulico. El cilindro tiene un diámetro interior de 5.0 in y el pistón debe recorrer 20 in en 15 s, ejerciendo una fuerza de 11,000 lb. Se estima una pérdida de energía de 11.5 lb-ft/lb en la tubería de succión y de 35.0 lb-ft/lb en la tubería de descarga. Ambas tuberías son de acero de 3/8 in cédula 80. Calcule:
a. El caudal volumétrico a través de la bomba.
b. La presión en el cilindro.
c. La presión en la salida de la bomba.
d. La presión en la entrada de la bomba.
e. La potencia que la bomba entrega al aceite.
Datos:
- Fluido: aceite
- Gravedad específica: 0.90
- Diámetro interior del cilindro: 5.0 in
- Recorrido del pistón: 20 in
- Tiempo de recorrido: 15 s
- Fuerza ejercida por el pistón: 11,000 lb
- Pérdida de energía en tubería de succión: 11.5 lb-ft/lb
- Pérdida de energía en tubería de descarga: 35.0 lb-ft/lb
- Tuberías: acero de 3/8 in, cédula 80
7.33 En la figura 7.35 se muestra un tanque inferior que suministra queroseno a un tanque superior. A 25 °C, el queroseno fluye a razón de 500 L/min a través de una tubería hidráulica de cobre (50 mm de diámetro exterior y 1.5 mm de espesor de pared) y una válvula. Si la presión del aire sobre el fluido es de 100 kPa (manométrica), ¿cuánta energía por unidad de peso del fluido se está perdiendo en el sistema en ese instante?
Datos:
- Fluido: queroseno
- Temperatura: 25 °C
- Caudal: 500 L/min
- Tubería: cobre, 50 mm de diámetro exterior, 1.5 mm de espesor de pared
- Válvula en el sistema
- Presión del aire sobre el fluido: 100 kPa manométrica
7.34 Para el sistema mostrado en la figura 7.35, analizado en el problema 7.33, suponga que la pérdida de energía es proporcional a la carga de velocidad en las tuberías. Calcule la presión que debe haber en el tanque para producir un flujo de 1000 L/min.
Datos:
- Misma configuración que el problema 7.33
- Se establece que la pérdida de energía es proporcional a la carga de velocidad
- Nuevo caudal: 1000 L/min
- Objetivo: calcular presión requerida en el tanque
Datos generales para los problemas 7.35 a 7.40
La figura 7.36 muestra el esquema de un sistema de fluidos correspondiente a una prensa hidráulica utilizada para extruir piezas de caucho. Se conocen los siguientes datos:
- El fluido es aceite (gravedad específica = 0.93).
- El caudal volumétrico es de 175 gal/min.
- La potencia entregada a la bomba es de 28.4 hp.
- La eficiencia de la bomba es del 80 %.
- La pérdida de energía entre los puntos 1 y 2 es de 2.80 lb-ft/lb.
- La pérdida de energía entre los puntos 3 y 4 es de 28.50 lb-ft/lb.
- La pérdida de energía entre los puntos 5 y 6 es de 3.50 lb-ft/lb.
7.35 Calcule la potencia extraída del fluido por la prensa.
7.37 Calcule la presión en el punto 3, correspondiente a la salida de la bomba.
¡Perfecto! A continuación te extraigo los datos relevantes para la solución de los ejercicios desde el 7.1 hasta el 7.34, organizados claramente por número de problema:
7.1
- Tubería horizontal
- Fluido: aceite
- Gravedad específica: 0.83
- Presión en el primer medidor: 74.6 psig
- Presión en el segundo medidor: 62.2 psig
7.4
- Tubería: acero DN 150, cédula 40
- Caudal: 0.085 m³/s
- Fluido: agua
- Descarga: hacia la atmósfera
- Sistema: flujo desde un depósito
7.6
- Fluido: agua a 40 °C
- Caudal: 0.10 ft³/s
- Objetivo: Calcular pérdida de energía y coeficiente de resistencia K
- Fórmula para pérdida: $h_L = K \cdot \dfrac{v^2}{2g}$
7.8
- Fluido: agua
- Tanque receptor: contiene aire a 500 kPa sobre el agua
- Nivel del agua: igual en ambos tanques
- Caudal: 2250 L/min
7.9
- Modificación del problema 7.8
- El tanque de la izquierda ahora está sellado
- Presión del aire sobre el agua en el tanque izquierdo: 68 kPa
7.10
- Tipo de bomba: sumergible
- Caudal: 2800 gal/h
- Elevación vertical: 20 ft
- Diámetro de la tubería de descarga: 1¼ in, cédula 40
- Entrada de la bomba: justo debajo de la superficie del agua
- Descarga: a la atmósfera
- Potencia entregada por la bomba: 0.5 hp
7.22
- Fluido: aceite
- Gravedad específica: 0.90
- Diámetro interior del cilindro: 5.0 in
- Recorrido del pistón: 20 in
- Tiempo de recorrido: 15 s
- Fuerza ejercida por el pistón: 11,000 lb
- Pérdida de energía en tubería de succión: 11.5 lb-ft/lb
- Pérdida de energía en tubería de descarga: 35.0 lb-ft/lb
- Tuberías: acero de 3/8 in, cédula 80
7.33
- Fluido: queroseno
- Temperatura: 25 °C
- Caudal: 500 L/min
- Tubería: cobre, 50 mm de diámetro exterior, 1.5 mm de espesor de pared
- Válvula en el sistema
- Presión del aire sobre el fluido: 100 kPa manométrica
7.34
- Misma configuración que el problema 7.33
- Se establece que la pérdida de energía es proporcional a la carga de velocidad
- Nuevo caudal: 1000 L/min
- Objetivo: calcular presión requerida en el tanque
¿Deseas que también extraiga los datos de los ejercicios posteriores o prefieres que empecemos a resolver alguno de estos?