miércoles, 2 de marzo de 2016


“Torricelli”

El teorema de Torricelli o principio de Torricelli es una aplicación del principio de Bernoulli y estudia el flujo de un líquido contenido en un recipiente, a través de un pequeño orificio, bajo la acción de la gravedad.
La velocidad de un líquido en una vasija abierta,
por un orificio, es la que tendría un cuerpo cualquiera,
cayendo libremente en el vacío desde el nivel
del líquido hasta el centro de gravedad del orificio.



 

¿Cómo se puede calcular la velocidad de un líquido cuando se abre la llave?

Para saber la velocidad del agua en una tubería empalmamos en ella un tubo en forma de T de menor sección, colocamos tubos manométricos A y B, medimos la diferencia de altura (5 cm) entre los niveles superiores del líquido en tales tubos.
- sabiendo que la sección del tubo estrecho es 10 veces menor que la tubería, calcular la velocidad del líquido en esta.
- calcúlese el gasto, si el área de la sección mayor es 40 cm2
El gasto en una tubería por la que circula agua es 208 1/S. En la tubería hay instalado un medidor de venturi con mercurio como liquido manométrico. Si las secciones de las tuberías son 800 y 400 cm2,  calcular el desnivel h que se produce en el mercurio. Dato: densidad del mercurio 13.6 gr/cm3.
Dos depósitos abiertos muy grandes A y F, contienen el mismo líquido. Un tubo horizontal BCD que tiene un estrechamiento en C, descarga agua del fondo del depósito A, y un tubo vertical E se abre en C en el estrechamiento y se introduce en el líquido del depósito F. si la sección transversal en C es la mitad que en D, y si D se encuentra a una distancia h1 por debajo del nivel del líquido en
A.  ¿A qué altura h2  alcanzara el líquido en el tubo E?. Expresar la respuesta en función de h1.

    
“Bernoulli y venturi”

El teorema de Bernoulli es también conocido como el teorema de trabajo-energía en los fluidos. Bernoulli considera que en una tubería que posee una elevación, la presión es menor en la parte más alta.
Para determinar el teorema de Bernoulli se relaciona el principio de la conservación de la energía que involucra  energía cinética y la energía potencial.


El efecto Venturi consiste en que un fluido en movimiento dentro de un conducto cerrado disminuye su presión cuando aumenta la velocidad al pasar por una zona de sección menor. En ciertas condiciones, cuando el aumento de velocidad es muy grande, se llegan a producir presiones negativas y entonces, si en este punto del conducto se introduce el extremo de otro conducto, se produce una aspiración del fluido de este conducto, que se mezclará con el que circula por el primer conducto. Este efecto, demostrado en 1797, recibe su nombre del físico italiano Giovanni Battista Venturi (1746-1822).
 

martes, 1 de marzo de 2016

FLUIDOS EN MOVIMIENTO


HIDRODINAMICA:
Es la parte de la hidráulica que estudia el comportamiento de los líquidos en movimiento. Para ello considera entre otras cosas la velocidad, la presión, el flujo y el gasto del líquido.
En el estudio de la hidrodinámica, el teorema de Bernoulli, que trata de la ley de la conservación de la energía, es de primordial importancia, pues señala que la suma de las energías cinética, potencial y de presión de un líquido en movimiento en un punto determinado es igual a la de otro punto cualquiera.

 
Un fluido también puede moverse o desplazarse, y la hidrodinámica nos ayuda a estudiar este fenómeno. Para facilitar la comprensión de estas características debemos tomar en cuenta las siguientes:

·         Los líquidos son incompresibles.

·         La viscosidad no afecta el movimiento del fluido, es decir la fricción ocasionada por el paso del líquido en las paredes de la tubería se considera despreciable.

·         El flujo del líquido a través de las tuberías es estable y estacionario, es decir, no hay turbulencias, si colocamos una partícula dentro del fluido, esta debe seguir la misma trayectoria y adquirir la misma velocidad del flujo.

RELACION DE ENTRADA Y SALIDA:

El gasto es la relación que existe entre la cantidad de volumen del fluido que pasa a través de una tubería en determinado tiempo.

G =

G= gasto ( /s)

V= volumen ( )

t= tiempo (s)

Además, el gasto puede calcularse como:

G= Av

Donde

A= área ( )

v= velocidad (m/s)

Esto se debe a que V= Ad, sustituyendo en G=

Y como v =  , entonces: G= Av

El flujo se define como la cantidad de masa de fluido que puede pasar a través de una tubería en determinado tiempo, y se describe como 


F=

F= flujo (kg/s)

m= masa (kg)

t= tiempo (s)
 
 

 

 


También puede relacionarse la densidad para determinar el flujo, ya que  queda m=pV, sustituyendo en la fórmula de flujo: F=

Podemos realizar otra sustitución, ya que G=  queda: F= Pg

Considerando que el volumen de líquido que entra por la tubería es el mismo que el volumen que sale por ella, podemos obtener una relación denominada ecuación de continuidad.

Esta relación establece que la cantidad de líquido que pasa a través de una tubería angosta, lo hace a mayor velocidad que cuando pasa por una tubería más ancha.

Como el volumen es constante, el gasto también lo es, así que

 G1 = G2

Donde

G1= gasto en el punto 1

G2 = gasto en el punto 2

Por lo tanto,

A1v1 =A2 v2

Donde

A1 = área del punto1

v1 = velocidad en el punto 1

A2 = área del punto 2

v2= velocidad en el punto 2