test-mec2249-1-2013-I (1)

Materia: Mecánica del fluidos II MEC2249 Titulación: Ingeniería Mecánica Valor 50% Gestión I-2013 Docente: Ing. Emilio Rivera Chávez CONCEPTUALIZACION TEORICA I EVALUACION 18-03-2013 CUESTIONARIO CLAVE DE RESPUESTAS 1. ¿Cómo se define o interpreta la entalpia de estancamiento? ¿En que difiere de la entalpia ordinaria (estática)? La entalpía de estancamiento se define como la combinación (suma) de la entalpia ordinaria y la energía cinética de un fluido. Difiere de la entalpia ordinaria por el término de energía cinética. 2. ¿El número de Mach de un gas fluyendo a una velocidad constante permanece también constante? ¿Por qué? En general, no. Porque el número de Mach también depende de la velocidad del sonido en el gas, que depende a su vez de la temperatura del gas. El número de Mach permanecerá constante si la temperatura se mantiene constante 3. Considere una tobera convergente con velocidad sónica en la salida. Ahora, suponga que el área de salida de la tobera se reduce mientras que las condiciones de entrada de la tobera permanecen constantes. ¿Qué ocurrirá con la velocidad de salida? La velocidad de salida se mantiene constante igual a la velocidad de sonido, porque: y 4. ¿Es posible acelerar un gas a una velocidad supersónica en una tobera convergente? Explique No es posible. Porque el máximo valor que se puede alcanzar para el numero de Mach en la garganta de una tobera convergente es M=1 , que corresponde al flujo sónico. 5. ¿Cuál es el efecto de la fricción en la entropía de un fluido durante el flujo de Fanno? En el flujo de Fanno, el efecto de la fricción es el incremento de la entropía del fluido. 6. ¿Cuál es el efecto de la ganancia y pérdida de calor en la entropía de un fluido durante el flujo de Rayleigh? En un flujo de Rayleigh, por efecto de la ganancia de calor la entropía del fluido aumenta , y el por efecto de la pérdida de calor la entropía disminuye. 7. Considere un gas que fluye a través de una tobera convergente-divergente. De los cinco enunciados siguientes, seleccione el que es incorrecto: a) La velocidad del fluido en la garganta nunca puede exceder la velocidad del sonido. b) Si la velocidad del fluido en la garganta está por debajo de la velocidad del sonido, la sección divergente actuará como un difusor. c) Si el fluido ingresa a la sección divergente con un número de Mach mucho mayor a la unidad, el flujo a la salida de la tobera será supersónico. d) No habrá ningún flujo a través de la tobera si la contrapresión es igual a la presión de estancamiento. e) La velocidad del fluido disminuye, la entropía aumenta y la entalpía de estancamiento permanece constante en el flujo a través de un choque normal. 8. Determine la temperatura de estancamiento y la presión de estancamiento del aire que fluye a 44 kPa, 245.9 K y 470 m/s. Resp. : 355.8 K; 160.3 kPa 9. A través de un dispositivo, fluye aire de tal manera que la presión de estancamiento es de 0.6 Mpa, la temperatura de estancamiento es de 400 o C, y la velocidad es de 570 m/s. Determine la temperatura y la presión estática en este estado. Resp.: 518.6 K; 230 kPa 10. Se expande aire de manera isentrópica desde 170 psia y 200 oF hasta 60 psia. Calcule la razón de la velocidad del sonido inicial a la final. Resp. 1.16 kRT V M kRT C V ct e k T T O ] 2 / ) 1 ( 1 /[ 2 / 2 V h h O

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