Hola gente de taringa les dejo este post de hidrodinamica.
CAUDAL
Para la física la palabra caudal (Q) significa la cantidad de líquido que pasa en un cierto tiempo. Concretamente, el caudal sería el volumen de líquido que circula dividido el tiempo.
Se mide en unidades de volumen dividido unidades de tiempo. Generalmente se usan
m3/seg o litro/seg. A veces también se usa kg/seg.
OTRA FORMULA PARA EL CAUDAL (Q = VxS)
Fíjate lo siguiente: El caudal es el volumen que circula dividido el tiempo que pasa.
Entonces mirando el dibujito puedo hacer esta deducción. El líquido al moverse dentro del caño recorre una cierta distancia d. Entonces al volumen que circula lo puedo poner como Volumen = Superficie del caño x distancia.
ECUACION DE CONTINUIDAD
Imagínate un caño que tiene un diámetro de 10 cm. Supongamos que por el
Caño están entrando 5 litros por minuto. Pregunta: ¿qué cantidad de líquido está saliendo por la otra punta del caño?
Rta: Esto no hay que pensarlo mucho. Es lo que te imaginas. Todo lo que entra, tiene que salir. Si entran 5 litros por minuto, tiene que estar saliendo 5 litros por minuto.
Dicho de otra manera, el caudal que entra es igual al caudal que sale. Si entran 5, salen 5. Si entran 10, salen 10. Conclusión:
Como al caudal lo puedo poner como Velocidad x Superficie, la fórmula que me queda es:
En esta fórmula Ve es la velocidad del líquido a la entrada y Se es la sección (= superficie) del caño a la entrada. Lo mismo con VS y SS para la salida.
A esta fórmula ellos la llaman " ecuación de continuidad”. El nombre " continuidad”
Significa algo así como que el caudal siempre es continuo, no se interrumpe.
Algo importante. Fíjate que pasa lo mismo si el tubo tiene un angostamiento o un ensanche.
Aunque el caño cambie su sección, siempre se cumple que todo lo que entra tiene salir.
Así que esta ecuación de VexSe = VsxSs se usa siempre para todo tipo de tubo, sea ancho constante o no. Esta fórmula no se podría usar únicamente si el caño tuviera una pérdida en el medio o si el líquido pudiera comprimirse. (Como si fuera un gas)
ECUACION DE BERNOULLI
Te diría que la ecuación de Bernoulli es la fórmula más importante de toda esta parte de hidrodinámica. Esta ecuación es:
De esta formula tenes que saber:
1 – Esta fórmula es la ecuación de la conservación de la energía para el líquido que va dentro del tubo. Al plantear este choclazo, lo que uno plantea es la conservación de la energía. Conclusión: Bernoulli no se puede plantear si el líquido tiene viscosidad. En los líquidos, al rozamiento se lo llama viscosidad.
2- Es muy común hacerse líos con las unidades en la ec. de Bernoulli. Es lógico porque hay muchas letras raras. Te aclaro lo que significa cada cosa:
Pent = Presión en la entrada. Va en Pascales = Newton /m2
Psal = Presión en la salida. Va en Pascales = Newton /m2
Delta: ( d ) Es la densidad del líquido. Va en Kg/m3
Vent = Velocidad del líquido en la entrada. Va en m/s
Vsal = Velocidad del líquido en la salida. Va en m/s
g : Aceleración de la gravedad ( = 10 m/s2 )
hent = Altura del líquido en la entrada. Va en m.
hsal = Altura del líquido en la salida. Va en m.
De las ecuaciones de continuidad y Bernoulli sacamos varias ideas importantes. Fijate :
CONCEPTO UNO: A MAYOR SECCIÓN, MENOR VELOCIDAD
De la ecuación de continuidad hago una deducción importante: si el valor VxS siempre se tiene que mantener constante, entonces donde el tubo sea más angosto LA VELOCIDAD SERÁ MAYOR. (Atento).
Esto pasa porque el caudal que circula es constante. Entonces si el tubo se hace más angosto, para que pueda circular el mismo caudal, la velocidad de líquido tiene que aumentar. Exactamente lo contrario pasa si el caño se hace mas ancho. La velocidad del líquido tiene que disminuir para que pueda seguir pasando el mismo caudal.
CONCEPTO DOS: A MAYOR VELOCIDAD, MENOR PRESIÓN
Algo importante que se puede deducir de la ecuación de Bernoulli es que en el lugar donde la velocidad del líquido que circula sea mayor, la presión será menor. Aclaración importante: Esto pasa solo si el tubo es horizontal. (Ojo). Recordá la fórmula para tubos horizontales:
CONCEPTO TRES: A MAYOR SECCION, MAYOR PRESIÓN
Hasta ahora relacioné el concepto de sección con el de velocidad y el concepto de velocidad con el de presión. Ahora voy a relacionar el concepto de sección con el de presión. Fíjate:
Por un lado te dije que a menor sección, mayor velocidad. (Continuidad). Por otro lado te dije que a mayor velocidad, menor presión. (Bernoulli en tubos horizontales). Uniendo estas 2 ideas en una sola, puedo decir que a menor sección, menor presión. O lo que es lo mismo, a mayor sección, mayor presión.
Esta conclusión significa que donde mayor sea el diámetro del tubo, mayor va a ser la presión en el líquido que circula. (Esto vale sólo para tubos horizontales).
TEOREMA DE TORRICCELLI
Imagínate un tanque con agua. Le haces un agujero a una profundidad h por debajo de la superficie. El agua va a empezar a salir con cierta velocidad.
El teorema de Torriccelli te da la manera de calcular la velocidad con la que sale el agua por el agujero. La fórmula de Torriccelli es:
En esta fórmula g es la aceleración de la gravedad. Vs es la velocidad con la que sale el agua en m/s. Hache es la profundidad del agujero. Va en metros y se mide desde la superficie del agua. Atención: El agujero puede estar en las paredes o en el fondo del tanque.
¡¡Bueno espero que les haya gustado. Gracias por pasar!!
