Question

El agua a temperatura ambiente fluye a una velocidad constante de 8.00 m/s a través de una tobera con sección transversal cuadrada, como se muestra en la figura. El agua entra a la tobera en el punto A y sale de la tobera en el punto B. Las longitudes de los lados de la sección transversal en A y B son de 50.0 y 20.0 cm, respectivamente.

a) ¿Cuál es la tasa de flujo volumétrico a la salida?

b) ¿Cuál es la aceleración a la salida? La longitud de la tobera es de 2.00 m.

c) Si la tasa de flujo volumétrico a través de la tobera se incrementa a 6.00 m3 /s, ¿cuál es la aceleración del fluido a la salida?

Answer 1

a) 2 m3/seg tasa de flujo volumétrico a la salida.

b) a = 609 m/seg2

c) a = 5609 m/seg2.

 Para resolver el ejercicio el ejercicio planteado se procede a aplicar Q = V*A de la siguiente manera :

   T = ambiente   agua fluye

    tomando A como 1 y B como 2 :

   V 1= 8m/seg   A1 = L2 =  ( 0.5m)² = 0.25 m²  

    A2 = ( 0.2 m)² = 0.04 m²

     Q1 = Q2    Q = V*A

    V1*A1 = V2*A2

     despejado :

    V2 = V1*A1/A2 = 8m/seg * 0.25m2/0.04m2 = 50 m/seg

a) Q2 = V2*A2 = 50 m/seg*0.04m2 = 2 m3/seg tasa de flujo volumétrico a la salida.

   b)   V2² = V1² + 2*d*a  

        a = ( V2²-V1²)/2*d =[ ( 50 m/seg)² - (8m/seg )²/2*2m = 609 m/seg2 .

  c) Q= 6m3/seg

      a=?

       V2 = Q/A2 = 6m3/seg /0.04m2= 150m/seg

    a = [ ( 150 m/seg )²- ( 8 m/seg )²]/2*2m  = 5609 m/seg 2.