MECANICA DE FLUIDOS II.- MEC2249. TRABAJO PRACTICO 4. Se pide al estudiante resolver los ejercicios que se exponen a continuacin, de manera crtica y sistemtica, aplicando conceptos, ecuaciones y haciendo las consideraciones e hiptesis que fueren necesarias. .

P1.- Performance data for a very small (D 8.25 cm) model water turbine, operating with an available head of 49 ft, are as

follows:

(a) What type of turbine is this likely to be? (b) What is so different about these data compared to the dimensionless

performance plot in Fig. 11.22d? Suppose it is desired to use a geometrically similar turbine to serve where the available head

and flow are 150 ft and 6.7 ft3/s, respectively. Estimate the most efficient (c) turbine diameter, (d) rotation speed, and (e)

horsepower.

P2. - Water at 20C is to be pumped through 2000 ft of pipe from reservoir 1 to 2 at a rate of 3 ft3/s, as shown in Fig. P1. If the

pipe is cast iron of diameter 6 in and the pump is 75 percent efficient. Consider this problem as an exercise in pump selection.

Select an impeller size and rotational speed from the Byron Jackson pump family (Table P1) to deliver a flow rate of 3 ft3/s to

the system of Fig. P1 at minimum input power. Calculate the horsepower required.

P3.- You are asked to consider a pump geometrically similar to the 9-in-diameter Taco pump of Fig. P11.34 to deliver 1200

gal/min at 1500 r/min. Determine the appropriate (a) impeller diameter, (b) BEP horsepower, (c) shutoff head, and (d)

maximum efficiency. The fluid is kerosene, not water

P4. - The system of Fig. P2 is designed to deliver water at 20C from a sea-level reservoir to another through new cast iron pipe

of diameter 38 cm. Minor losses areK1 = 0.5 before the pump entrance and K2 = 7.2 after the pump exit. (a) Select a pump

from either Fig. 11.7a or 11.7b, running at the given speeds, that can perform this task at maximum efficiency. Determine (b)

the resulting flow rate, (c) the brake horsepower, and (d) whether the pump as presently situated is safe from cavitation.

Figure P1

Figure P2

TABLE P1: Tests by the Byron Jackson Co. of a 14.62-in-

diameter centrifugal water pump at 2134 r/min.

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P5. El supervisor de April le pide encontrar una bomba de reemplazo que incremente el caudal por la tubera del problema

14-41 (Yunus Cengel, pag. 808) por un factor de 2 o mayor. April busca en algunos folletos en lnea y encuentra una bomba

con los datos de operacin que se muestran en la tabla P4. Las dimensiones y parmetros son los mismos que en el problema

14-41 (Yunus Cengel), slo se cambia la bomba. a) Efecte un ajuste de curva de mnimos cuadrados (anlisis de regresin) de

Hdisponible contra Q2, y calcule los valores de mejor ajuste de los coeficientes H0 y a que traducen los datos tabulados de la tabla

P4 en la expresin parablica Hdisponible = H0 - aQ2. Grafique los datos como los valores numricos y el ajuste de curva como una

lnea para

comparacin. b) Use la

expresin obtenida en

el inciso a) para

estimar el caudal de

operacin de la nueva

bomba si se

reemplazara la bomba

existente con todo lo

dems igual. Logr su

objetivo April? c)

Construya una grfica de la carga hidrosttica neta

requerida y la carga hidrosttica neta disponible como

funciones de caudal e indique el punto de operacin sobre

la grfica.

TABLA P4

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ANEXOS

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