Ecuación de continuidad para fluidos
Nombre del equipo: EC-G5
Integrantes:
GUAJAN OTAVALO BRAYAN ALEXANDER
CHANDI CISNEROS JEFFERSON JAVIER
HIDROVO LOMAS CHRISTIAN SANTIAGO
Integrantes:
GUAJAN OTAVALO BRAYAN ALEXANDER
CHANDI CISNEROS JEFFERSON JAVIER
HIDROVO LOMAS CHRISTIAN SANTIAGO
Objetivo de la práctica
- Explicar la ecuación de continuidad a través de la experimentación casera para así poder dar solución a interrogantes llamativas y problemas propuestos.
- Explicar la ecuación de continuidad a través de la experimentación casera para así poder dar solución a interrogantes llamativas y problemas propuestos.
Fundamentación teórica
¿Qué es la ecuación de continuidad?La ecuación de la continuidad puede incluso considerarse como un caso excepcional del principio de conservación de la masa. Tiene un enfoque dirigido al caudal que tiene un fluido y a través de ella se afirma que dicho caudal simbolizado con la letra (Q) permanecerá constante a lo largo de todo el paso del fluido por un conducto.
De acuerdo con Briceño, G. (2018), se afirma “Sirve para explicar que la cantidad de fluido que entra por medio de un tubo y que por lo general se mide en litros/segundo (L/s), es la misma que la cantidad de flujo que sale del mismo tubo, sin importar si él tuvo tiene más o menos radio a lo largo del mismo.”
Así pues, se recalca también que, la ecuación de continuidad es un importante principio físico de gran utilidad para la descripción de los fenómenos de la hidrodinámica, analizando el comportamiento de los fluidos en movimiento.
Por ejemplo, gracias a la ecuación de la continuidad es posible realizar análisis de boquillas, tuberías, altura de álabes, turbinas y también compresores.
La ecuación de la continuidad puede apreciarse por ejemplo al cubrir con un dedo el orificio de salida ya sea de una manguera o de un grifo, al realizar esto se observa como la velocidad con la que el chorro de agua sale, aumenta considerablemente.
Esto ocurre porque el área que en este caso es el orificio de salida es disminuido al cubrirlo con el dedo, al disminuirse, la velocidad con la que el chorro de agua sale debe obligatoriamente aumentar para mantener al producto velocidad por área constante.
¿Qué es la ecuación de continuidad?
La ecuación de la continuidad puede incluso considerarse como un caso excepcional del principio de conservación de la masa. Tiene un enfoque dirigido al caudal que tiene un fluido y a través de ella se afirma que dicho caudal simbolizado con la letra (Q) permanecerá constante a lo largo de todo el paso del fluido por un conducto.
De acuerdo con Briceño, G. (2018), se afirma “Sirve para explicar que la cantidad de fluido que entra por medio de un tubo y que por lo general se mide en litros/segundo (L/s), es la misma que la cantidad de flujo que sale del mismo tubo, sin importar si él tuvo tiene más o menos radio a lo largo del mismo.”
Así pues, se recalca también que, la ecuación de continuidad es un importante principio físico de gran utilidad para la descripción de los fenómenos de la hidrodinámica, analizando el comportamiento de los fluidos en movimiento.
Por ejemplo, gracias a la ecuación de la continuidad es posible realizar análisis de boquillas, tuberías, altura de álabes, turbinas y también compresores.
La ecuación de la continuidad puede apreciarse por ejemplo al cubrir con un dedo el orificio de salida ya sea de una manguera o de un grifo, al realizar esto se observa como la velocidad con la que el chorro de agua sale, aumenta considerablemente.
Esto ocurre porque el área que en este caso es el orificio de salida es disminuido al cubrirlo con el dedo, al disminuirse, la velocidad con la que el chorro de agua sale debe obligatoriamente aumentar para mantener al producto velocidad por área constante.
Experimento
Materiales- 3 vasos plásticos transparentes
- Un recipiente con agua.
- Un estilete o cuchilla para perforar.
Procedimiento1. Tomamos uno de los vasos y lo perforamos en la parte inferior del mismo.2. El segundo vaso realizamos el mismo procedimiento, pero el orificio será en la parte intermedia del vaso.3. En el tercer vaso el orificio será en la parte superior.4. Vertimos agua en los vasos y observamos el flujo de agua.
Materiales
- 3 vasos plásticos transparentes
- Un recipiente con agua.
- Un estilete o cuchilla para perforar.
Procedimiento
1. Tomamos uno de los vasos y lo perforamos en la parte inferior del mismo.
2. El segundo vaso realizamos el mismo procedimiento, pero el orificio será en la parte intermedia del vaso.
3. En el tercer vaso el orificio será en la parte superior.
4. Vertimos agua en los vasos y observamos el flujo de agua.
Taller para afianzar el aprendizaje del principio demostrado
Una vez realizado el experimento, reflexionamos y respondemos a las siguientes interrogantes:- ¿En cuál de los vasos, el fluido alcanza una mayor distancia?
- ¿En cuál de los vasos, el fluido presenta la menor distancia?
- ¿Hay alguna relación del tamaño y la posición del orificio con la distancia a la que fluye el líquido?
- ¿Qué pasaría si se colocara un vaso más grande con un orificio en el fondo de este? ¿La velocidad sería igual al experimento con el vaso anterior?
Una vez realizado el experimento, reflexionamos y respondemos a las siguientes interrogantes:
- ¿En cuál de los vasos, el fluido alcanza una mayor distancia?
- ¿En cuál de los vasos, el fluido presenta la menor distancia?
- ¿Hay alguna relación del tamaño y la posición del orificio con la distancia a la que fluye el líquido?
- ¿Qué pasaría si se colocara un vaso más grande con un orificio en el fondo de este? ¿La velocidad sería igual al experimento con el vaso anterior?
Problemas propuestos para su resolución
Ejercicio N°1Por una tubería de 8 cm de diámetro circula agua a una velocidad cuya magnitud es de 2.5 m/s. En la parte final de la tubería hay un estrechamiento y el diámetro es de 7 cm. ¿qué magnitud de velocidad llevará el agua en este punto?
Ejercicio N°2Por una manguera de bomberos de 2 metros de diámetro sale a presión agua que fluye a una velocidad de 7 m/s, si la manguera se achica en su boquilla de salida a 1.50 metros de diámetro ¿con qué velocidad saldrá el chorro?
Ejercicio N°3Por una tubería de 5.08 cm de diámetro circula agua a una velocidad cuya magnitud es de 1.6 m/s. Calcular la magnitud de la velocidad que llevará el agua al pasar por un estrechamiento de la tubería donde el diámetro es de 4 cm. 
Ejercicio N° 4La arteria aorta tiene aproximadamente 5 mm de radio y la sangre circula por ella a una velocidad media de 32 cm/s. ¿Cuál será el diámetro de la carótida si la velocidad media de la sangre en ella es de 60 cm/s aproximadamente?
Ejercicio N°5Observa el flujo del agua que sale por un grifo abierto al máximo, luego, coloca un dedo en el orificio de salida del grifo abierto al máximo y observa que sucede con la velocidad del flujo luego de reducir el área del orificio de salida.Ahora supón que el orificio de salida tiene un área de 3,14×10^(-4) m^2 y la velocidad con que el agua circula es de 0,425 m/s . Si se reduce el área del orificio de salida del grifo a la mitad, ¿Cuál deberá ser el valor de la velocidad del flujo para que el producto área velocidad se mantenga constante?
Ejercicio N°1
Por una tubería de 8 cm de diámetro circula agua a una velocidad cuya magnitud es de 2.5 m/s. En la parte final de la tubería hay un estrechamiento y el diámetro es de 7 cm. ¿qué magnitud de velocidad llevará el agua en este punto?
Ejercicio N°2
Por una manguera de bomberos de 2 metros de diámetro sale a presión agua que fluye a una velocidad de 7 m/s, si la manguera se achica en su boquilla de salida a 1.50 metros de diámetro ¿con qué velocidad saldrá el chorro?
Ejercicio N°3
Por una tubería de 5.08 cm de diámetro circula agua a una velocidad cuya magnitud es de 1.6 m/s. Calcular la magnitud de la velocidad que llevará el agua al pasar por un estrechamiento de la tubería donde el diámetro es de 4 cm.
Ejercicio N° 4
La arteria aorta tiene aproximadamente 5 mm de radio y la sangre circula por ella a una velocidad media de 32 cm/s. ¿Cuál será el diámetro de la carótida si la velocidad media de la sangre en ella es de 60 cm/s aproximadamente?
Ejercicio N°5
Observa el flujo del agua que sale por un grifo abierto al máximo, luego, coloca un dedo en el orificio de salida del grifo abierto al máximo y observa que sucede con la velocidad del flujo luego de reducir el área del orificio de salida.
Ahora supón que el orificio de salida tiene un área de 3,14×10^(-4) m^2 y la velocidad con que el agua circula es de 0,425 m/s . Si se reduce el área del orificio de salida del grifo a la mitad, ¿Cuál deberá ser el valor de la velocidad del flujo para que el producto área velocidad se mantenga constante?
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