76
Capítulo 3
M edición de la presión
3.36M La pr es esión ión en el fo nd o de un tan tanque que de al alco coho ho l de propile pro pileno no a 25 °C debe mant mantene enerse rse a 52.7 52.75 5 kPa(m anométrica). ¿Cuál es la profundidad que debe mantenerse par a el alco hol? 3.37E Si se bucea a 12.50 pies de profundidad en el océano ¿cuál es la presión? 3.38E Un tanque de almacenamiento de agua se se encuentra en el techo del edificio de una fábrica, y la superficie del agua está a 50.0 pies por arriba del piso de la fábrica. Si se conecta el tanque con el nivel del piso por medio de un tubo y se mantiene lleno de agua estática ¿cuál es la presión presi ón en el tubo al nivel del piso?
3.40M Pci Pcirc rcii el tanque de etileng eti lenglico licoll que se describe en el pro rob ble le-ma 3.39, calcul calculee la presi ón a una un a profundidad profundi dad de 12 12.0 m. 3.41E La figura 3.20 m uestr a el diagr ama de un sistema sistema hid idrá ráu ulico para levan tar v ehículo s. Un compre sor de aire aire mantiene la presión arriba del aceite en el depósito. ¿Cuál debe ser la presión del aire si en el punto A debe haber al menos una de 180 psig? 3.42E 3.4 2E La figur a 3.21 3.21 ilus ilustra tra un a máquin máq uin a para lavar ro ropa pa.. La bom ba saca el flui fluido do de la tina y la traslad trasladaa al desagüe. Calcule la persión en la entrada de la bomba cuando el agua se encuentra estática (no hay flujo). La solución de agua jabonosa tiene una gravedad específic específicaa de 1.15
25 °C. Calcule 3 3 9 M Un tanque abierto contiene etilenglicol a 25 la presión a una profundidad de 3.0 m. FIG UR A 3.2 3.21 1 Máquin Máquinaa lavad lavadora ora de ropa del problema 3.42.
O
o
Tina
Desagüe J
Bomba
375 mm
Problemas
77
Abertura
FIG UR A 3.23 3.43M Un aeroplano vuela a 10.6 km de altitud. En su cabina de carga sin presurizar se encuentra un contenedor de mercurio de 325 mm de profundidad. El contenedor está abierto a la la atmósfera local. ¿Cuál es la presión absoluta en la superficie del mercurio y en el fond o del contenedor? Suponga que prevalecen las condiciones de la atmósfera estándar en lo que respecta a la pre sión. Utilice sg = 13.54 para el mercurio. 3.44E Para el tanque que se muestra en la figura 3.22, calcule la lectura en psig del medidor de presión que se encuentra en el fondo, si la parte superi or del tanque tiene contacto con la atmósfera y la profundidad del aceite h es de 28.50 pies. 3.45E Para el tanque de la figura 3.22, calcule la lectura en psig del medidor de presión que se halla en el fond o si la parte superior del tanque está sellada, el medidor de presión de la parte superior muestra una lect ura de 50.0 psig y la pro fun didad del aceite h es de 28.50 pies. 3.46E Para el tanque de la figu ra 3.22, calcul e la lectura del medidor de presión del fondo, en psig, si el tanque tiene sellada su parte superior, en el medidor de la parte de arriba se lee —10.8 psig, y la profundidad del aceite, h, es de 6.25 pies. 3.47E Para el tanque de la figura 3.22, calcule la profundid ad h del aceite si la lectura que da el medidor del fondo es de 35.5 psig, la parte de arriba del tanque se encuentra sellada y el medidor superior tiene una lectura de 30.0 psig. 3.48M Para el tanque de la fig ur a 3.23, calcule la pro fundid ad del aceite si la profundidad del agua es de 2.80 m y el medidor del fon do del tanque da una lectura de 52.3 kPa(manométrica ). 3.49M Para el tanque de la Jigura 3.23, calcu le la profu ndidad del agua si la profundidad del aceite es de 6.90 m y el medidor de la parte inferior del tanque registra una lectura de 125.3 kPa(manométrica). 3.50M La fig ura 3.23 representa un tambor para alm ace nar aceite, abierto a la atmósfera en su parte superior. Se bombeó por accidente algo de agua hacia el tanque y se fue al fond o, como se muestra en la figura. Calcule la profundidad del agua /?2 xi el medidor de presión del fond o indica que hay 158 kPa(manométric a). Lm pro fundida d total h\ es de 18.0 m.
Problemas 3.48 a 3.50.
3.51M Un tanque para almacenar ácido sulfúrico tiene 1.5 m de diámetro y 4.0 m de altura. Si el ácido tiene una gravedad específica de 1.80, calcule la presión en el fon do del tanque. Este se encuentra abierto a la atmósfera en su parte superior. 3.52E Un tambor para almacenar petróleo crudo (sg = 0.89) tiene una profundidad de 32 pies y está abierto por arriba. Calcule la presión en el fondo. 3.53M La pro fundid ad mayor que se conoce en los océa nos es de 11.0 km, aproximadamente. Suponga que el peso específico del agua es constante a 10.0 kN/m 3, y calcule la presión a esa profundidad. 3.54M La figur a 3.24 muestra un tanque cerrado que contiene gaso lina flotan do sobre el agua. Calcu le la presión del aire por arriba de la gasolina.
Mercurio («g= 13.54)
FIG UR A 3.24
Problema 3.54.
78
Capítulo 3
Medición de la presión
3.55M La fi gura 3.2 5 /nu estra un recipiente cer rad o que co ntiene agua v aceite. El aire esta a 34 kPa por debajo de la presión atmosférica y se encuentra arriba del aceite. Calcule la presión que hay en el fon do del contenedor, en kPa{manométrica). 3.56M De ter mi ne la presi ón que existe en el fo ndo del tanq ue de la figura 3.26.
Manómetros 3.57E Describa un man óm etro de tubo en U sencillo. 3.58E Describa un m anóm etro diferenc ial de tubo en U. 3.59E Describa un manómetro tipo pozo. 3.60E Describa un manó metro tipo pozo inclinado. 3.61E Describa un manómetro compuesto. 3.62M En el tub o que se mue stra en la fig ura 3.27 hay agua. Calcule la presión en el punto A, en kPafmanométrical.
El tanque mide 1.2 m de largo
FIGU RA 3.26
Problema 3.56.
FIG UR A 3.27
Problema 3.62.
Problemas
3.63E Para el manómetro diferen cial de la figura 3.28, calcule la diferencia de presiones entre los puntos A y B. La gravedad específica del aceite es de 0.85. 3.64E Para el m anóm etro de
la figura
3.29, C alcule
79
3.65M Par a el manó m etro
de
la fi g u ra
3.3 0,
ca lcul e
de
la fi g u ra
3.3 1 , calcule
( P a ~ P b )-
3.66M P ar a ( P a
el m an óm et ro
~ P b )-
( P a ~ P b )-
Agua
I" 150 mm y
Mercurio (sg = 13.54)
Aceite (sg = 0.86)
FIG URA 3.31
Problema 3.66.
80
Ca pítu lo 3
Medición de la presión
3.67M Para el ma nóm etr o com pue sto de la fi gu ra 3.32, calc ule la presión en el punto A.
FIGU RA 3.32
Problema 3.67.
3.68E Para el manóm etro diferencial compue sto de la figura 3.33, calcule (p A - pB).
Agua Aceite (sg = 0.90)
Mercurio (sg = 13,54)
FIGU RA 3.33
3.69 E La figura 3.34 muestra un manóm etro que se utiliza para conoc er la diferenci a de pr esiones en una tubería. Calcu le ( P a . ~ Pn)-
Problema 3,68.
3.70 E Para el manóme tro tipo pozo de la figura 3.35, calcule p A.
Problemas
FIGURA 3.36
81
Problema 3 .7 1
3.71M La fig ura 3.3 6 mu estra un ma nó me tro tipo po zo inc linado, en el que la distancia L indica el movimiento en el nivel del fluid o del instrumento conforme se aplica la pre sión p A en el tubo. El fl uid o ma no mé trico tiene una grav ed ad esp ecífic a de 0.8 7 y L = 115 mm. Ignore el descenso del nivel del fluid o en el tubo y calcule p A. 3.72M a. De termin e la presión ma no mé trica en el pu nto A la fig ur a 3.37. b. Si la presión barométrica es de 737 mm de mercurio, exprese la presión en el punto A en kPa(abs).
3.77 E ¿Cuál es la lectura de la presión barométrica en pulgadas de mercurio que corresponde a 14.696 psia? 3.78M ¿ Cuál es la lectura de la presión barométrica en milímetros de mercurio que corresponde a 101.325 kPa(abs)? 3.79 ¿Por qué debe corregirse una lectura de la presión barométrica para tener en cuenta la temperatura? 3.80 E ¿En cuánto disminuiría una lectura de presión barométrica desde su valor al nivel del mar si se elevara a 1250 pies? 3.81 C A Denver, Colorad o, se le llama la Ciudad de una milla de altitud, debido a que se encuentra a una altitud de 5200 pies, aproximadamente. Suponga que la presión en el nivel del mar es de 101.3 kPa(abs) ¿cuál sería la presión atmosférica aproximada en Denver? 3.82 E Se informa que la presión barométrica es de 28.6 pulg de mercurio. Calcule la presión atmosférica, en psia. 3.83E Un baróm etro indica que la presión atmosférica es de 30.65 pulgadas de mercurio. Calcule la presión atmosférica, en psia. 3.84 E ¿Cuál sería la lectura en pulgadas de mercurio que diera un barómetro, correspondiente a una presión atmosférica de 14.2 psia? 3.85M La lectura de un baróm etro es de 745 mm de mercurio. Calcule la lectura barométrica en kPa(abs).
La presión expresada como altura de una columna de líquido 3.86 Se midió la presión en un ducto de calefacción y fue de 5.37 pulg H20 . Expre se la presión en psi y en Pa. 3.87 Se midió la presión en un ducto de ventilac ión en la entra da de la hélice y fue de —3.68 pulg H2O. Expre se la presión en psi y en Pa. Ba rórm tros 3.73 ¿Cuál es la función de un baróm etro? 3.74 Describa la con strucció n de un baróm etro.
3.88 Se midió la presión en un ducto de aire acondicionado y fue de 3.24 mm Hg. Exprese la presión en Pa y en psi.
3.75 / Por qué el mercurio es un fluido convenien te para usarlo en un barómetro?
3.89 Se midió la presión en una línea de gas natural comprimido y fue de 21.6 mili Hg. Exprese la presión en Pa y en psi.
3.76 Si en lugar de mercu rio se usara agua en un baróm etro ¿qué tan alta .sería la columna?
3.90 En una cáma ra de vacío hay una presión de —68.2 kPa. Exprese la presión en mm Hg.