Una tubería transporta agua a razón de 6000 lt/min, dicha tubería se ramifica en dos tuberías de menor diámetro una de 76.2 mm con una la velocidad de 15 m/s. Calcular el caudal de la segunda tubería.
Respuestas a la pregunta
El caudal de agua por la segunda tubería se corresponde con 0.0317 m³/s
Cálculo del caudal en una tubería:
Se define al caudal como la magnitud escalar que permite de cuantificar la cantidad de fluido de una sustancia que se mueve a través de la sección transversal de un elemento contenedor por unidad de tiempo.
En esta tarea se realizan diversas conversiones entre unidades del sistema métrico con la finalidad de hallar la incógnita buscada. Se procede de la siguiente manera:
Cálculo del caudal de agua por la primera tubería:
Para hallar el caudal en la primera tubería se halla el área de las sección transversal de dicha tubería, se tiene:
- Equivalencia: 1 m = 1 000 mm
- Conversión de diámetro: 76.2 mm×(1 m/1 000 mm) = 0.0762 m
- Área de la sección de la tubería: A = πR² = (π/4)D² = (3.14/4)×(0.0762 m)² = 0.785×5.8×10⁻³ m² = 4.55×10⁻³ m²
- Caudal por la tubería: Qp = VA = 15 m/s×4.55×10⁻³ m² = 0.0683 m³/s
Cálculo del caudal de agua por la segunda tubería:
Para hallar el caudal en la segunda tubería se halla la diferencia entre el caudal principal y el caudal de la segunda tubería, se tiene:
- Q = Qp + Qs ⇒ Qs = Q - Qp (1)
- Equivalencia: 1 m³ = 1 000 litros; 1 min = 60 s
- Conversión de caudal principal: 6 000 litros/min×(1 m³/1 000 litros)×(1 min/60 s) = 0.1 litros/s
- Sustituyendo datos en (1): Qs = 0.1 litros/s - 0.0683 m³/s = 0.0317 m³/s
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