EjerciciosFyQ

Diferencia de presión entre dos tramos de un tubería de diámetros distintos (7223)

F_y_Q — 2021-06-11T07:50:48Z

Por el tramo inicial de una tubería horizontal circula nafta Premium, cuya densidad a es y de viscosidad despreciable, a una velocidad de . El tramo final de la tubería tiene un diámetro que es la mitad del diámetro del tramo inicial. Determina la diferencia de presión entre el tramo inicial de la cañería y el tramo final.

Puedes empezar el problema aplicando la condición de continuidad para establecer la relación entre las velocidades del fluido en ambos tramos:

Como el tramo de tubería es horizontal, en la ecuación de Bernoulli no hay componente vertical y puedes escribir como:

Solo tienes que sustituir en la ecuación, pero cuidando de las unidades:

Área de la boquilla de una manguera por la que sale el agua (6467)

F_y_Q — 2020-04-17T11:25:45Z

Se utiliza una manguera de 1.74 cm de diámetro para llenar un balde con agua. Se quiere determinar el área de la boquilla de la manguera por donde sale el agua, teniendo en cuenta que el agua entra a 3.17 m/s y sale a 4.74 m/s. Presenta el procedimiento que permita determina el área de la boquilla de salida del agua.

Considera el agua como un fluido incomprensible.

La forma de resolver el problema es aplicar la ecuación de continuidad en fluidos pero en función de la velocidad del fluido el área de la sección:

Para calcular el área hay que tener en cuenta el radio en lugar del diámetro. El área será:

Caudal de agua que circula por una tubería sabiendo el desnivel en un manómetro de Venturi (6311)

F_y_Q — 2020-02-28T08:28:01Z

Considera un medidor de Venturi. Si fluye agua () por una tubería de sección transversal () que luego se estrecha hasta un valor () en el cuello, la altura medida en el manómetro diferencial de mercurio () es de 5.00 cm. ¿Cuánto vale el caudal de agua que circula por la tubería?

El planteamiento que haré del ejercicio es igualar la presión del manómetro con la diferencia de presión que se produce en el estrechamiento de la tubería. Para ello usaré la ecuación de la presión estática en fluidos y la ecuación de Bernoulli.

Presión debida a la altura del mercurio en el manómetro.

Diferencia de presión en el interior de la tubería.

La ecuación de Bernoulli es:

Como la tubería es horizontal, no habrá componente de presión debido al desnivel de la tubería y por eso se cancelan los factores.

Ambas presiones son iguales por lo que igualamos:

Necesitamos conocer la relación entre las velocidades en la parte estrecha y la parte ancha de la tubería. Para ello usamos la ecuación de continuidad:

Sustituyendo el valor de la velocidad en la ecuación anterior:

El cálculo del caudal es inmediato:

Presión en el extremo de un tubo por el circula un fluido incompresible (6183)

F_y_Q — 2020-01-15T19:36:29Z

Un fluido incompresible fluye de izquierda a derecha por un tubo cilíndrico como el que se muestra en la figura.

La densidad de la sustancia es de , su velocidad en el extremo de entrada es , y la presión allí es , y el radio de la sección es . El extremo de salida está 4.5 m por debajo del extremo de entrada y el radio de la sección a la salida es . Encuentra la presión en ese extremo.

Para poder determinar la presión de salida aplicas la ecuación de Bernoulli pero necesitas conocer la velocidad con la que sale el fluido y ese dato lo obtienes a partir de la ecuación de continuidad:

Ahora aplicas la ecuación de Benoulli:

Despejas el valor de la presión final:

Solo te queda sustituir los datos en la ecuación:

Flujo volumétrico en un tubo por el que circula cerveza (6098)

F_y_Q — 2019-12-03T20:08:17Z

En una cervecería, la cerveza fluye por un tubo horizontal con una sección transversal de 5.0 cm de diámetro interior; la presión en el tubo es de . El tubo se estrecha hasta un diámetro interior de 2.0 cm y reduce su presión a . ¿Cuál es la razón volumétrica de flujo en el tubo, expresada en ? Supón que la densidad de la cerveza es la del agua.

Como se trata de una tubería horizontal, puedes escribir el flujo volumétrico en función de las áreas del tubo y la presión en su interior. La ecuación que necesitas es:

Solo tienes que calcular las áreas del tubo, pero en , y dispondrás de todos los datos:

Ahora sustituyes en la ecuación inicial y calculas:

Radio de un punto arterial en el que aumenta la velocidad de flujo (5397)

F_y_Q — 2019-07-10T11:36:01Z

La sangre circula por una arteria de 2 mm de radio con una rapidez de 12 cm/s. En otro punto de la misma arteria la rapidez es de 20 cm/s debido al poco ejercicio que la persona realiza y a una inadecuada dieta. ¿Qué valor tiene en ese segundo punto el radio de la arteria?

La cantidad de sangre que circula por ambos puntos ha de ser la misma. Puedes expresar esa cantidad de sangre como el producto de la velocidad de flujo por el área de la sección:

Si llamas 1 y 2 a los puntos de la arteria e igualas los valores de Q:

Las superficies son las de la sección de la arteria, que puedes considerar circular:

Solo te queda despejar el valor de y calcular, pero teniendo mucho cuidado con las unidades: