Examen Diagnóstico: Fluidos 1

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el flujo turbulento en un conducto es correcta?

• El flujo turbulento es un tipo de flujo en el que las partículas de fluido siguen trayectorias rectilíneas.

• El número de Reynolds necesario para que se produzca un flujo turbulento en un conducto depende exclusivamente de la viscosidad del fluido.

• En flujo turbulento, las fluctuaciones de velocidad y presión son impredecibles y caóticas.

• El flujo turbulento solo ocurre cuando la velocidad del fluido es baja y el diámetro del conducto es pequeño.

• El flujo turbulento produce una menor caída de presión que el flujo laminar.

En un fluido en régimen laminar, ¿cómo se relaciona la viscosidad con la caída de presión a lo largo de un tubo cilíndrico largo, según la ley de Darcy?

• La caída de presión es inversamente proporcional a la viscosidad.

• La caída de presión es directamente proporcional a la viscosidad y al caudal.

• La caída de presión no depende de la viscosidad del fluido.

• La caída de presión es inversamente proporcional a la viscosidad y directamente proporcional al caudal.

• La caída de presión es proporcional a la viscosidad y la longitud del tubo, pero inversamente proporcional al radio del tubo.

¿Qué describe el número de Mach en el contexto del flujo de un fluido?

• La relación entre la densidad y la temperatura de un fluido.

• La relación entre la velocidad del fluido y la velocidad del sonido en el fluido.

• La relación entre la viscosidad y la densidad de un fluido.

• La relación entre la presión estática y la presión total en un fluido.

• La relación entre el área del conducto y la velocidad del fluido en un flujo incompresible.

La ecuación de Navier-Stokes describe:

• El equilibrio de un fluido con temperatura constante.

• El flujo de un fluido ideal sin viscosidad.

• El comportamiento de un fluido en régimen turbulento.

• El movimiento de un fluido viscoso en un conducto cerrado.

• El flujo de un fluido a través de medios porosos y su relación con la permeabilidad.

En el flujo de un fluido a través de un tubo en espiral, la fuerza centrífuga generada puede tener un efecto significativo en el perfil de velocidad. ¿Cómo se describe este efecto?

• Aumenta la viscosidad del fluido en el centro del conducto.

• Produce un perfil de velocidad.

• Genera un flujo completamente turbulento independientemente de la velocidad.
  
  

• Aumenta la velocidad en las paredes del tubo.
  
  

• Genera un perfil de velocidad no uniforme, con mayor velocidad en la pared exterior y menor en el interior.

Un fluido con viscosidad μ=0.01 Pa⋅s fluye por un conducto de diámetro D=0.5 m y longitud L=200 m . Si la velocidad media es V=5 m/s y la densidad del fluido es ρ=1000 kg/m3, ¿cuál es el número de Reynolds en el conducto? ¿El flujo es laminar o turbulento?

En un conducto de radio r=0.1 m y longitud L=50 m, un fluido de viscosidad variable fluye de acuerdo con la ecuación μ=0.001+0.0002x donde x es la posición a lo largo del tubo (en metros). Si la diferencia de presión entre los dos extremos del conducto es 5000 Pa, ¿cuál es la caída de presión en la sección x=10 m?

El flujo en un tubo de sección circular con radio r=0.05 m y longitud L=100 m sujeto a una aceleración centrífuga debido a la geometría del tubo en espiral. Si la velocidad angular del fluido es ω=10 rad/s , ¿cuál es la aceleración centrífuga en el punto más alejado del eje de la espiral y cómo influye en el perfil de velocidad?

En un flujo compresible de aire a través de un tubo de diámetro D=0.1 m, con una velocidad de V=300 m/s y un cambio de presión de ΔP=500 Pa , se desea obtener el perfil de velocidad utilizando la ecuación de Navier-Stokes para un fluido compresible. Si la densidad del aire es ρ=1.225 kg/m3 y la viscosidad es μ=1.8×10-5 Pa⋅s, calcula la velocidad de flujo en un punto cercano a la pared del tubo.

Un tanque de agua de 20 metros de altura está conectado a un orificio en el fondo con un diámetro D=1 m. Si el flujo es turbulento y el agua sale del orificio con una velocidad de V=10 m/s , ¿cómo se puede calcular la pérdida de energía en el flujo? Considera los efectos de la viscosidad y la turbulencia.