Fluidos

1. Problemas de Manometría y Estática de Fluidos
Problema 1. Se tiene conectada una línea de gasolina a un manómetro de caratula a través de
un manómetro de U doble. Si la lectura del manómetroes 350kPa, sedesea determinar la presión
manométrica de la línea de gasolina.
𝜌 = ( 𝐺. 𝐸.) ∗ (𝜌𝑎𝑔𝑢𝑎)
𝜌 𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡 𝑒 = (0,79) (1000
𝐾𝑔
𝑚3
) = 790
𝐾𝑔
𝑚3
𝜌 𝑀𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖 𝑜 = (13,6) (1000
𝐾𝑔
𝑚3
) = 13,600
𝐾𝑔
𝑚3
𝜌 𝐺𝑎𝑠𝑜𝑙𝑖𝑛𝑎 = (0,70) (1000
𝐾𝑔
𝑚3
) = 700
𝐾𝑔
𝑚3
𝑃𝑚𝑎𝑛 − ( 𝜌 𝐻2𝑂)( 𝑔)(0,45𝑚) + 𝜌 𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒( 𝑔)(0,5𝑚) − 𝜌 𝑀𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖 𝑜( 𝑔)(0,1𝑚) − 𝜌 𝐺𝑎𝑠𝑜𝑙𝑖𝑛𝑎( 𝑔)(0,22𝑚) = 𝑃𝑏
𝑃𝑚 𝑎𝑛 − ( 𝜌 𝐻2𝑂)( 𝑔)(0,45𝑚) + (0,79)𝜌 𝐻2𝑂( 𝑔)(0,5𝑚) − (13,6)𝜌 𝐻2𝑂( 𝑔)(0,1𝑚) −
(0,70)𝜌 𝐻2𝑂( 𝑔)(0,22𝑚) = 𝑃𝑏
𝑃𝑚𝑎𝑛 + ( 𝜌 𝐻2𝑂)( 𝑔)[−0,45 + 0,395 − 1.36 − 0.154] 𝑚 = 𝑃𝑏
𝑃𝑚𝑎𝑛 + ( 𝜌 𝐻2𝑂)( 𝑔)[−1,569] 𝑚 = 𝑃𝑏
370𝑘𝑝𝑎 + 1000
𝐾𝑔
𝑚3 (9,8
𝑚
𝑠2)[−1,569] 𝑚 = 𝑃𝑏
370𝑘𝑝𝑎 − 15376,2 𝑝𝑎 = 𝑃𝑏
370𝑘𝑝𝑎 − 15,4 𝑘𝑝𝑎 = 𝑃𝑏
𝑃𝑏 = 354.6 𝑘𝑝𝑎
Pb

2. Problema 2. El flujo de agua desde un recipiente se controla por una compuerta con forma de L
y de 6 ft de ancho, articulada en el punto A. Si se desea que la compuerta se abra cuando la
altura del agua sea de 12 ft, determine la masa del peso necesario W.
𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 𝜌𝑔 (
ℎ
2
) = ((
62.4𝑙𝑏𝑚
𝑓𝑡3
) ∗ (
32.2𝑓𝑡
𝑠2
) ∗ (
12𝑓𝑡
2
) ∗ (
1𝑙𝑏𝑓
32.2
𝑙𝑏𝑚𝑓𝑡
𝑠2
)) = 374.4𝑙𝑏𝑓/𝑓𝑡2
𝐴𝑟𝑒𝑎 = 12𝑓𝑡 ∗ 6𝑓𝑡 = 72𝑓𝑡2
𝐹𝑟𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 = 𝑃𝑝𝑟𝑜𝑚 ∗ 𝐴 = (
374.4𝑙𝑏𝑓
𝑓𝑡2
) ∗ (72𝑓𝑡2) = 26,956𝑙𝑏𝑓
𝑦𝑝 =
2ℎ
3
=
2 ∗ 12𝑓𝑡
3
= 8𝑓𝑡
𝐹𝑟𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒∗ ( 𝑠 + 𝑦𝑝) = 𝑊
𝑊 = (𝑠 +
𝑦𝑝
𝑎𝑏
) 𝐹𝑟 = (
(3 + 8) 𝑓𝑡
8𝑓𝑡
) ∗ 26,956𝑙𝑏𝑓 = 𝟑𝟕, 𝟎𝟔𝟒 𝒍𝒃𝒇

3. Problema 3. Se utiliza un manómetro para medir la presión en un tanque. El fluido que se utiliza
tiene una gravedad especifica de 0.85 y la elevación es de 55 cm. Si la presión atmosférica
local es de 96kPa, determine la presión absoluta dentro del tanque.
𝐺. 𝐸. = 0.85
ℎ = 55𝑐𝑚 = 0.55𝑚
𝑃𝑎𝑡𝑚 = 96𝑘𝑃𝑎
𝑃𝑎𝑏𝑠 = 𝑃𝑎𝑡𝑚 + 𝑃𝑚𝑎𝑛
𝑃𝑚𝑎𝑛 = 𝜌𝑔ℎ
𝜌 = ( 𝐺. 𝐸.) ∗ (𝜌𝑎𝑔𝑢𝑎)
𝜌 = (0.85) ∗ (1000
𝑘𝑔
𝑚3⁄ ) = 850
𝑘𝑔
𝑚3⁄
𝑃𝑎𝑏𝑠 = 96𝑘𝑃𝑎 + (850
𝑘𝑔
𝑚3⁄ )∗ (9.8 𝑚
𝑠2⁄ ) ∗ (0.55𝑚)
𝑃𝑎𝑏𝑠 = 96𝑘𝑃𝑎 + 4581.5𝑃𝑎
𝑃𝑎𝑏𝑠 = 100.5815𝑘𝑃𝑎

4. Problema 5 Determine la presión del gas de la figura que se presenta, a partir de los
datos presentados y si se sabe que el tubo está expuesto a la atmosfera.
Datos
Desarrollo

5. Problema 4. Una esfera de 120cm de diámetro flota en agua salada de peso específico 1025
kg/𝑚3, con la mitad de ella sumergida. Determinar el mínimo peso de concreto, de peso
especifico 2400 kg/𝑚3, utilizado como anclaje, para sumergir completamente la esfera.
a.
𝑊1 = 𝐸1
𝑊1 = 𝜌𝑉/2
𝑊1 = (
1025𝑘𝑔
𝑚3
) ∗ (
1
2
) ∗ (
4
3
𝜋 ∗ 0.603) = 464𝑘𝑔
b.
𝑊1 + 𝑊2 = 𝐸1 + 𝐸2 = 464𝑘𝑔 +
2400𝑘𝑔
𝑚3
∗ 𝑉 = (
1025𝑘𝑔
𝑚3
) ∗ (
4
3
𝜋 ∗ 0.603) + 1025 ∗ 𝑉
𝑉 = 0.337𝑀3
𝑊2 =
2400𝑘𝑔
𝑚3 ∗ 0.337𝑀3 = 809𝑘𝑔

6. Problema6 Un recipiente cilíndricocuyopesoesde 81 N esta invertidoymetidohaciael agua,tal cual
como se muestra.Determine ladiferenciade alturashdel manómetroyla fuerzaFnecesariapara
mantenerloenlaposiciónenque se muestra.
𝑃𝑎𝑔𝑢𝑎 = (𝑃𝑎𝑔𝑢𝑎)(𝑔ℎ Agua)
(1000)(9.8)(0.20m)
1960 N/𝑚2
Densidad
𝑃𝑚 = 𝐺𝐸. 𝑃𝐴𝑔𝑢𝑎
= (2.1) (1000)
= 2100 Kg/𝑚3
Presióndel manómetro
𝑃𝑎𝑖𝑟𝑒 = 𝑃𝑚. 𝑔ℎ𝑚
Hm =
(1960)
(2100)(9.8)
Hm = 0.0952 m
2da leyde Newton
F + W = 𝑃𝑎𝑖𝑟𝑒 ∗ 𝐴
A = π 𝑟2+ π (0.15)5= 0.0707𝑚2
F + 81 N = 1960 N/𝑚2(0.0707𝑚2) = 138.572 𝑁 F = 138.572 – 81N
F = 57.572