Física, pregunta formulada por eliizabeth2019, hace 5 meses

A través de un tubo horizontal fluye agua a razón de 100 ft3
/min. Un manómetro de presión,
colocado en una sección transversal de 6 in de diámetro de este tubo, presenta la lectura
16 lb/in2
. ¿Cuál es la presión manométrica en psi en una sección del tubo donde el diámetro
es de 3 in?

Respuestas a la pregunta

Contestado por areliscresp
4

Se pide calcular la presión manómetrica en un tubo horizontal por el que fluye agua a través de dos secciones diferentes

Al respecto, se aplican la ecuación de Bernoulli y la ecuación de continuidad entre dos puntos considerados.

Ecuación de Bernoulli

p1/ gamma +z1 + v1(2) /2g = p2/ gamma +z2 + v2(2) /2g

En donde se realizan las siguientes asunciones

a) tubo horizontal las z1 y z2 se igualan a cero (no hay altura)

gamma es el peso específico del agua a 25 °C (80°F). En tablas es  62.2 lb/pie3)  

g es la gravedad =   32,174 ft/s2,

v1 y v2 son la velocidades del fluido en los puntos 1 y 2 correspondientes v1----diámetro D1  6 pulg  

v2------diámetro D2 3 pulg  

Q= caudal = 100 pie3/min * 1 min /60 s= 1.67 pie3/s

p1 = 16 lb/pulg2 = 16 lb/in2 = 16 lb/in2 *144 lb/pie2 /1lb/in2 = 2304lb/pie2

p2= ?

POR LO CUAL LA ECUACIÓN DE BERNOULLI QUEDA

p1/ gamma + v1(2) /2g = p2/ gamma + v2(2) /2g

las velocidades se obtiene por la ecuación de Continuidad

Q1= v1*A1= v1* piD1(2)/4

D1= 6 in * 1 pie/12 in= 0.5 pie

D2= 3in*1 pie/12 in= 0.25 pie

Despejando v1 = Q1/(pi*D1(2)/4)

Q1=Q2= 1.67 pie3/s

v1= 1.67 pie3/s/ (3.1416*(0.50)(2)/4)pie(2)

v1= 1.67 pie3/s / 0.19635 pie(2) = 8.505 pie/s

v2= Q2/pi*D2(2)/4  = Q2/ 3.1416*0 .25(2) /4

v2= 1.67 pie2/s / 0.04908 pie2 = 34.026 pie/s    

Volviendo a la ecuación de Bernoulli y despejando p2 se tiene que

       

p2/ gamma=  p1/ gamma + v1(2) /2g -  v2(2) /2g

p2/ gamma= 2304lb/pie2 / 62.2 lb/pie3) +  ( 8.505 pie/s )2 /(2*32,174 ft/s2) -  (34.026 pie/s )2 /   2*32,174 ft/s2

p2/ gamma=   (37.042 +  1.1228  -  17.99) pie

p2/ gamma= 20.1748 pie

p2= 20.1748 pie*62.2 lb/pie3)  = 1254.87  lb/pie2 / 144= 8.71 lb/in2

p2= 8.71 lb/in2          

Es la presión manometrica en el punto 2

     

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