Question

Un tanque sellado descarga agua por una tubería horizontal circular de 2.50 cm de diámetro. El nivel superior del agua dentro del tanque está a H1= 15.0 m sobre el suelo y el eje central de la tubería de descarga se encuentra a H2= 5.00 m sobre el suelo; si la parte superior del fluido se encuentra a una presión absoluta de 3.00 atmosferas. Determine:
a) La rapidez a la que el agua sale por la tubería. R// 24.519 m/s
b) El caudal de agua que circula por la tubería. R// 12.0x10^-3 m^3/s
c) La distancia “d” a la que el agua golpea el suelo. R// 25.0 m
d) En cuanto tiempo se llenaría un recipiente de 1100 litros de capacidad. R// 91.39 s

Answer 1

La velocidad de descarga del tanque es de

V2 = 20.2 m/s de esta manera el caudal es Q = 10.013*10³ m³/s

El alcanze del chorro es de x = 20.4 m/s

un recipiente de 1100Litros se lenara en t = 109.85 s

Explicación:

Datos del problema:

D = 2cm

H1 = 15m

H2 = 5m

Pabs = 3 atm

A) Rapidez con la que sale el agua

Usando ecuacion de bernoulli

P1 + dV1²/2 + dgH1 = P2 + dV2²/2 + dgH2

d = 1000 kg/m³

P1 + dV1²/2 + dgH1 = (P1 + dgH) + dV2²/2 + dgH2

303975 + 1000*9.81*10 = (101325 + 1000*9.81*10) + 1000*V2²/2

V2 = 20.2 m/s

Q = V*A

Q = 20.2* (π/4 * 0.025²)

Q = 10.013*10³ m³/s

Si la velocidad es toda horizontal

0 = H2 - 1/2gt²

t = √2H2/g = √2*5/9.81

t =1.01 s

x = Vt

x = 20.2m/s * 1.01s

x = 20.4 m/s

1000l = 1m³

1100l = 1.1m³

Vol = 10.013*10³ m³/s*t = 1.1m³

t = 1.1m³/10.013*10³ m³/s

t = 109.85 s