Question

Un depósito cerrado, con agua hasta una altura de 5 pies, contiene tambien aire por encima del agua, a presión manometrica de 580 lb/píes^2
El aua sale por un orificio colocado en el fondo de airea 1.6pulg^2. determine la velocidad de salida del liquido.

Answer 1

DATOS:
   h = 5 pies 
  Pa = 580 lbf/pies²
  Área del orificio = 1.6 pulg²

  SOLUCIÓN :
   Transformaciones :
        5 pies * 0.3048 m / 1 pie  = 1.524 m
        580 lbf/ pies² * 4.448 N/ 1 lbf * 1 pie² / ( 0.3048 m )² = 27769.167 N/m²
        = 27769.167 Pa.
         1.6 pulg² * ( 0.0254 m)² / 1 pulg² = 1.032 * 10⁻³ m²

     Se aplica la ecuación de Bernoulli :
     Pa + ρ * g *Ya + (1/2)*ρ*Va² = Pb + ρ *g * Yb + (1/2)*ρ*Vb²

     Ya = h 
     Va ≈0 ( La disminución de la altura de agua en el punto a es ocurre
                  muy lentamente )
     Pb = 0 (Es la presión en el fondo del tanque )
     Yb= 0  ( Se toma la referencia en ele fondo del tanque ) 
      Pa + ρ * g *h + 0 = 0+0 + (1/2)*ρ* Vb²
     despejando la  Vb, queda :
       Vb =√2*( Pa/ρ + g * h ) 
       Vb = √ 2 * ( 27769.167 Pa / 1000 Kg/m³   + 9.8 m/seg² * 1.524 m) 
       Vb = 9.24 m/seg