Question

Una tubería tiene un Área de 6000 cm2 en una sección y su velocidad es de 300cm/s. En otra sección del mismo tubo el área se reduce a 800 cm2a una altura de 1m. Si por dicho tubo fluye un líquido cuya densidad es 1 g/cm3 y la presión en la primera sección es 2000KPa a una altura de 0.2m ¿cuál es la velocidad del líquido en la segunda sección y cuál es su presión?

Answer 1

RESOLUCIÓN.

1) Para determinar la velocidad en la sección 2 del tubo hay que aplicar la siguiente ecuación:

m1 = m2 = V1 * A1 * ρ = V2 * A2 * ρ

V1 * A1 = V2 * A2

Los datos que se conocen son:

V1 = 300 cm/s

A1 = 6000 cm²

A2 = 800 cm²

Sustituyendo se tiene que:

300 * 6000 = 800 * V2

V2 = 2250 cm/s = 22,5 m/s

La velocidad del líquido en el segundo tramo del tubo es de 22,5 m/s.

2) Para determinar la presión en el segundo tramos del tubo hay que aplicar la siguiente ecuación:

(V2² * ρ / 2) + P2 + ρ*g*h2 = (V1² * ρ / 2) + P1 + ρ*g*h1

Los datos que se conocen son:

V2 = 22,5 m/s

ρ = 1 g/cm³ = 1000 Kg/m³

g = 9,81 m/s²

h2 = 1 m

V1 = 300 cm/s = 3 m/s

P1 = 2000 Kpa = 2000000 Pa

h1 = 0,2 m

Sustituyendo se tiene que:

(22,5² * 1000 / 2) + P2 + 1000*9,81*1 = (3² * 1000 / 2) + 2000000 + 1000*9,81*0,2

Despejando P2 se tiene que:

P2 = 4500 - 253125 + 2000000 + 1962 - 9810 = 1743527 Pa = 1,744 kPa

La presión en el tramo 2 del tubo es de 1,744 KPa.