Ejercicios Arrastre y Sustentacion (1)

Ejercicios Arrastre y Sustentación 1 Calcule las fuerzas y momentos que ejerce el viento sobre: a) un depósito de agua de forma esférica ubicada sobre un soporte de forma cilíndrica (Fig. a)  b) .un letrero de forma rectangular (fig. b) y soporte cilíndrico

2- Aplicación a separación de partículas La figura representa una cámara de decantación, usada para separar partículas de una corriente de gas o de líquido. La zona de color plomo se asume que corresponde a una región de muy baja velocidad. Encuentre los valores de las coordenadas Xs e Ys , en función de: - U0 velocidad media del fluido entrando a la cámara, - la densidad de las partículas sólidas ρ p. densidad del fluido ρf , el diámetro d p de las  partículas (forma esférica) 3.- La figura muestra un separador de  partículas, conocido como ciclón radial.

Aplique los conocimientos de Mecánica de Fluidos para encontrar una relación entre el diámetro y densidad de partículas a separar, la velocidad U0 a la entrada, la densidad del gas y la posición radial y vertical donde la partícula es separada del flujo de gases.

1

4. Calcule el tiempo que tarda la esfera de diámetro y densidad conocida en alcanzar el fondo del estanque, el cual contiene un líquido de densidad conocida. Considere que la velocidad inicial es: a) cero  b) 5 m/s cuando entra en contacto con la superficie del liquido

5. Un disco de madera de diámetro d, se mantiene flotando en una posición fija, tal como muestra la figura. Calcule la velocidad del aire , necesaria para obtener la condición de equilibrio.

6. Transporte neumático (flujo de partículas sólidas en una corriente de aire), transporte hidráulico ( flujo de partículas sólidas en una corriente de agua). La figura muestra el movimiento vertical de partículas sólidas en una corriente de un fluido. Calcule la velocidad con que se mueven las  partículas para los siguientes casos: a) transporte de aserrín de forma aprox. esféric a con diámetro equivalente de 2 cm. Y velocidad de aire de 12 m/s  b) transporte de pulpa de cobre de forma aprox. esférica con diámetro equivalente de 2 cm. Y velocidad del agua de 5 m/s.

7. Usando los gráficos para coeficientes de sustentación y de arrastre, del apunte de clases, encuentre las fuerzas de arrastre y de sustentación sobre un ala de a vión de 6m. de envergadura y con un perfil promedio de 1.6 m de cuerda. El avión vuela a 3000 m. de altitud con una velocidad de 400 km/hr. Considere atmósfera isoterma, desprecie los efectos de compresibilidad y ángulo de ataque de 10°. Calcule la potencia de propulsión necesaria tomando como referencia un ala. 8. El casco de un barco tiene las dimensiones transversales promedio que se indican. Calcule la potencia teórica de propulsión, necesaria  para impulsar la nave que tiene una longitud de 80 m. con una velocidad de 35 km/hr. La rugosidad de la superficie es de 2*10 -3m

2