Problema nº 5 de dinámica de los fluidos, sección de un orificio - TP03
Enunciado del ejercicio nº 5
Calcular la velocidad de salida de un líquido por un orificio situado a 4,9 cm de la superficie libre del líquido.
Desarrollo
Datos:
Δh = 4,9 cm = 0,049 m
g = 10 m/s²
Fórmulas:
p₁ + ½·δ·v₁² + δ·g·h₁ = p₂ + ½·δ·v₂² + δ·g·h₂
Esquema:
Solución
Aplicamos la ecuación de Bernoulli para flujo ideal sin fricción.
p₁ + ½·δ·v₁² + δ·g·h₁ = p₂ + ½·δ·v₂² + δ·g·h₂
El enunciado dice "superficie libre del líquido" por lo tanto:
p₁ = p₂ = presión atmosférica
½·δ·v₁² + δ·g·h₁ = ½·δ·v₂² + δ·g·h₂
Y la velocidad en la superficie del líquido se considera nula:
v₂ = 0
½·δ·v₁² + δ·g·h₁ = δ·g·h₂
La densidad se simplifica:
½·v₁² + g·h₁ = g·h₂
Despejamos la velocidad:
½·v₁² = g·h₂ - g·h₁
½·v₁² = g·(h₂ - h₁)
Δh = h₂ - h₁
½·v₁² = g·Δh
v₁² = 2·g·Δh
Reemplazamos por los datos y calculamos:
Resultado, la velocidad de salida del líquido es:
v₁ = 0,99 m/s
Resolvió: Ricardo Santiago Netto. Argentina
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Ejemplo, cómo calcular la sección de un orificio