Biofísica 53. Adicionales 2020 1. Fluidos reales

1. Una manguera se conecta a una canilla, quedando horizontal. La manguera tiene 50 m de longitud y 2 cm² de sección. Se abre la canilla y fluye agua. Si la velocidad del agua al final de la manguera es de 1,5 cm/s, calcular:

Datos: densidad del agua: δagua = 1 kg/litro; viscosidad del agua: μagua = 0,001 Pa.seg

 

a. El caudal que ingresa a la manguera

 

Q = v S = constante (ecuación de continuidad)

 

Donde

Q = caudal

v = velocidad = 1,5 cm/s = 0,015 m/s

S = sección = 2 cm² = 0,0002 m²

 

Reemplazando

Q = 0,015 m/s 0,0002 m² = 0,000003 m³/s = 3x10^-6 m³/s

 

b. La diferencia de presión entre la entrada y la salida de la manguera

 

ΔP = R Q

 

Donde

ΔP = diferencia de presión

R = resistencia hidrodinámica = 8 π η L / S² (ecuación de Poiseuille)

η = viscosidad = 0,001 Pa.seg

L = longitud de la manguera = 50 m

S = sección de la manguera =  2 cm² = 0,0002 m²

Q = caudal =  3x10^-6 m³/s

 

Reemplazando

ΔP = 8 π η L / S² Q = 8 π 0,001 Pa.seg 50 m / (0,0002 m²)²   3x10^-6 m³/s = 94,2 Pa