Question

Un tanque grande está abierto a la atmósfera y lleno con agua hasta una altura de 5 m, proveniente desde la toma de salida. ahora se abre una toma cercana al fondo del tanque y el agua fluye hacia afuera por la salida lisa y redondeada. determine la velocidad del agua en la salida y el tiempo que tarda el tanque en desocuparse.

Answer 1

La velocidad de agua en la salida del tanque es de

Vd = 9.9 m/s

y el tiempo que tarda en desocuparse es de

Td = 3.36 minutos

Explicación:

En el caso particular de un tanque abierto a la atmosfera se puede aplicar la ecuacion resumida de Torricelli,  para determinar la velocidad de descarga del tanque.

V = √2gh

Vd = √2*9.81m/s²*5m

Vd = 9.9 m/s

ahora bien para determinar el tiempo de descarga debemos tener dos datos adicionales , estos son los diametros tanto del tanque y del orificio de salida, suponemos

• Dt = 1m
• Do = 50mm = 0.05m

Volumen del agua del tanque

Vo= πr²h

Vo = π(1/2m)²*5m

Vo = 3.92m³

Caudal de salida

Q = AVo

Q= 9.9m/s * π(0.05m)²/4

Q = 0.01943 m³/s

Tiempo de descarga

Td = Vo/Q

Td = 3.92m³/ 0.01943m³/s

Td = 3.36 minutos