Problema 3 · Física II UPC 2016

Problema 3. Dinámica de fluidos

A través de una tubería lisa de $L = 500\text{ m}$ de longitud y $D = 12\text{ cm}$ de diámetro interior se impulsa agua hasta una cota situada $90\text{ m}$ por encima del punto de toma. El agua posee una viscosidad de $\eta = 10^{-3}\text{ N}\cdot\text{s}/\text{m}^2$ y densidad $\rho = 1000\text{ kg}/\text{m}^3$.

Fórmulas de referencia:

$$Re_D = \frac{\rho v D}{\eta}, \quad \Delta p = f \frac{L}{D} \left(\frac{1}{2} \rho v^2\right)$$

a)

Asumiendo comportamiento ideal sin pérdidas por rozamiento, determine la potencia teórica de la bomba hidráulica en CV ($1\text{ CV} = 735\text{ W}$) requerida para un caudal de $Q = 15\text{ m}^3/\text{h}$.

b)

Calcule el número de Reynolds y clasifique el régimen del flujo.

c)

Determine el factor de fricción mediante el diagrama de Moody y evalúe la pérdida de carga (caída de presión) debida al rozamiento en la tubería.