La caída de presión de un líquido se define como la resistencia que presenta cuando fluye a través de una tubería. Puede interpretarse como la diferencia de presión entre dos sitios en una red de transporte de fluidos. Ocurre debido a la fuerza de fricción creada por la resistencia al flujo que actúa sobre el fluido a medida que viaja a través del tubo. La velocidad y la viscosidad del fluido son dos parámetros principales que determinan la caída de presión de un líquido. Se denota con el símbolo J y su unidad SI es Pascal (Pa). Su fórmula dimensional es [M 1 L -1 T -2 ].
Fórmula
J = v 2 fl/2Dg
dónde,
J es el valor de la caída de presión,
v es la velocidad del líquido,
f es el valor del factor de fricción,
l es la longitud del tubo en el que fluye el líquido,
D es el diámetro interior del tubo,
g es la aceleración de la gravedad,
Problemas de muestra
Problema 1. Calcular la caída de presión de un líquido que circula por un tubo de 10 m de longitud y 0,6 m de diámetro interior de forma que su velocidad sea de 40 m/s y el factor de rozamiento de 0,2.
Solución:
Tenemos,
l = 10, D = 0,6, v = 40 y f = 0,2
Usando la fórmula que tenemos,
J = v 2 fl/2Dg
= (40 × 40 × 0,2 × 10)/(2 × 0,6 × 9,8)
= 320/11,76
= 27,21 Pa
Problema 2. Calcular la caída de presión de un líquido que circula por un tubo de 15 m de longitud y 1 m de diámetro interior de forma que su velocidad sea de 60 m/sy el factor de rozamiento de 0,7.
Solución:
Tenemos,
l = 15, D = 1, v = 60 y f = 0,7
Usando la fórmula que tenemos,
J = v 2 fl/2Dg
= (60 × 60 × 0,7 × 15)/(2 × 0,7 × 9,8)
= 37800/13.72
= 2755,10 Pa
Problema 3. Calcular la longitud del tubo si la caída de presión de un líquido es de 35 Pa circulando por un tubo de 0,5 m de diámetro interior con una velocidad de 20 m/sy el factor de rozamiento es de 0,1.
Solución:
Tenemos,
J = 35, D = 1, v = 20 y f = 0,1
Usando la fórmula que tenemos,
J = v 2 fl/2Dg
35 = (60 × 60 × 0,1 × largo)/(2 × 1 × 9,8)
l = 686/360
l = 1,80 m
Problema 4. Calcular la longitud del tubo si la caída de presión de un líquido es de 100 Pa fluyendo en un tubo de 0,1 m de diámetro interior con una velocidad de 30 m/sy el factor de fricción es 0,9.
Solución:
Tenemos,
J = 100, D = 0,1, v = 30 y f = 0,9
Usando la fórmula que tenemos,
J = v 2 fl/2Dg
100 = (30 × 30 × 0,9 × largo)/(2 × 0,1 × 9,8)
l = 196/810
l = 0,241 m
Problema 5. Calcular la longitud del tubo si la caída de presión de un líquido es de 75 Pa circulando por un tubo de 0,4 m de diámetro interior con una velocidad de 50 m/sy el factor de rozamiento es de 0,2.
Solución:
Tenemos,
J = 75, D = 0,4, v = 50 y f = 0,2
Usando la fórmula que tenemos,
J = v 2 fl/2Dg
75 = (50 × 50 × 0,2 × largo)/(2 × 0,4 × 9,8)
l = 588/500
l = 1,176 m
Problema 6. Calcular el diámetro interior del tubo si la caída de presión de un líquido es de 42 Pa fluyendo por un tubo de 20 m de longitud con una velocidad de 30 m/sy el factor de fricción es 0,6.
Solución:
Tenemos,
J = 42, l = 20, v = 30 y f = 0,6
Usando la fórmula que tenemos,
J = v 2 fl/2Dg
42 = (30 × 30 × 0,6 × 20)/(2 x profundidad × 9,8)
D = 10800/823.2
profundidad = 13,11 m
Problema 7. Calcular el factor de fricción si la caída de presión de un líquido es de 32 Pa fluyendo en un tubo de 5 m de longitud con una velocidad de 15 m/sy un diámetro de 10 m.
Solución:
Tenemos,
J = 32, l = 5, v = 15 y D = 10
Usando la fórmula que tenemos,
J = v 2 fl/2Dg
32 = (15 × 15 × f × 5)/(2 × 10 × 9,8)
f = 6272/1125
f = 5,5
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por prabhjotkushparmar y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA