Ejercicio 1 · Física II UPC 2016

Ejercicio 1 (15 puntos). Ventilación y dinámica de fluidos en conducto

Con el fin de ventilar un espacio interior se proyecta evacuar un flujo volumétrico de $1800\text{ m}^3/\text{h}$ de aire a través de una tubería cilíndrica horizontal de $20\text{ m}$ de longitud y $10\text{ cm}$ de diámetro interior. La rugosidad relativa de la superficie interior del conducto es $0{,}02$. Se toman como propiedades del aire una densidad constante de $1{,}29\text{ kg}/\text{m}^3$ y una viscosidad dinámica de $2\cdot 10^{-5}\text{ Pa}\cdot\text{s}$ (considérese flujo incompresible).

a)

Calcule el valor del número de Reynolds asociado a la corriente de aire e indique si el régimen de flujo es laminar o turbulento.

Laminar

Turbulento

b)

Determine la caída de presión en el conducto debida al rozamiento viscoso.

c)

Halle la potencia teórica mínima requerida para el ventilador extractor.

d)

Si se sustituye la conducción por otra del mismo material y longitud pero con un diámetro interior de $20\text{ cm}$, ¿cuál será la nueva potencia demandada por el extractor para el mismo caudal?