Test na Problemes de Mecànica de Fluids

Question 1: Un flux estrictament laminar es garanteix si el Nombre de Reynolds és igual a 4000.

A. Ano

B. Ne

Explanation: El material indica que per mantenir un flux estrictament laminar es necessita un Nombre de Reynolds igual a 2000, mentre que un Re de 4000 es considera el límit del règim turbulent o de transició.

Question 2: Un fluid que circula per un tub de 15 metres de llarg i 0,025 m de diàmetre intern a 0,4 m/s, amb una viscositat de 0,05 Pa·s i un pes específic de 9000 N/m3, té una pèrdua de càrrega lineal (HL) de 1,70 metres, calculada mitjançant l'equació de Hagen-Poiseuille.

A. Ano

B. Ne

Explanation: El problema número 13 dels materials d'estudi estableix explícitament que per a un fluid amb les condicions donades (tub de 15 metres de llarg, 0,025 m de diàmetre, 0,4 m/s de velocitat, viscositat de 0,05 Pa·s i pes específic de 9000 N/m3), la pèrdua de càrrega lineal (HL) calculada és de 1,70 metres.

Question 3: Una bomba té una potència elèctrica de 1500 W i un rendiment del 75%. Si ha de bombar aigua pura (1000 kg/m3) vencent una altura total de 12 metres, quin serà el cabal màxim que es podrà obtenir?

A. 382,7 L/min

B. 574 L/min

C. 765,3 L/min

D. 450 L/min

Explanation: Segons els exemples, per calcular el cabal màxim es necessita la potència elèctrica, el rendiment, la densitat del fluid i l'altura total. Amb una potència de 1500 W, un rendiment del 75%, aigua pura (1000 kg/m3) i 12 metres d'altura total, el cabal màxim és de 574 L/min.

Question 4: En un control de qualitat, es compara aigua pura (1000 kg/m³) amb un dissolvent efluent en un tub en U. Si l'alçada de la columna d'aigua assoleix els 20 cm i la del dissolvent fa 250 mm, quina és la densitat del dissolvent expressada en g/cm³?

A. 0,8 g/cm³

B. 1,25 g/cm³

C. 800 kg/m³

D. 1000 g/cm³

Explanation: Per determinar la densitat del dissolvent, apliquem el principi de l'equilibri de pressions en el tub en U: P1 = P2, on P = ρ * g * h. Així, ρ_aigua * h_aigua = ρ_dissolvent * h_dissolvent. Les unitats han de ser consistents.Convertim les alçades a metres: h_aigua = 20 cm = 0,2 m, h_dissolvent = 250 mm = 0,25 m. La densitat de l'aigua és 1000 kg/m³.Per tant, 1000 kg/m³ * 0,2 m = ρ_dissolvent * 0,25 m.Aïllem ρ_dissolvent: ρ_dissolvent = (1000 kg/m³ * 0,2 m) / 0,25 m = 200 / 0,25 = 800 kg/m³.Finalment, convertim a g/cm³: 800 kg/m³ * (1 g / 0,001 kg) * (1 m³ / 1000000 cm³) = 0,8 g/cm³.

Question 5: Una suspensió proteica amb una viscositat de 2 cP i densitat de 1020 kg/m3 que circula per una canonada de 25 mm de diàmetre intern a una velocitat de 0,16 m/s manté un règim de circulació estrictament laminar.

A. Ano

B. Ne

Explanation: El material d'estudi (punt 17) indica que per mantenir un règim de circulació estrictament laminar i no superar un Nombre de Reynolds de 2000, la velocitat màxima permesa és de 0,157 m/s. Una velocitat de 0,16 m/s superaria aquesta condició, implicant que el règim no seria estrictament laminar.