Mecánica de fluidos: en un sistema cerrado que circula un fluido con una bomba, ¿aumentará la presión en las secciones donde se reduce el diámetro de la tubería?

Answer 1

Necesitamos varios supuestos para generar una idea. La bomba está acostumbrada a suministrar fluido, por lo que el flujo es incompresible. Además, hay un sistema cerrado en el que se puede especificar como volumen de control. Siga y siga, no hay información relacionada con la pérdida de cabeza. Por lo tanto, nos abstenemos de calcular la pérdida a través de tuberías. Ahora, podemos considerar el problema.

Gracias a estos supuestos, podríamos decir que el caudal másico es constante a través del sistema, también significa continuidad:

La suposición incompresible se trata de una densidad constante que podemos ignorar. Para mantener la continuidad, si el diámetro de la sección disminuye, la velocidad del fluido debe incrementarse, viceversa.

Hasta ahora, hemos determinado que la velocidad aumentaría. ¿Qué hay de la presión? ¿Dónde está Bernoulli?

Aquí hay una fotografía espectacular de la ecuación de Bernoulli. Tenemos que mantener la continuidad para la presión también. Los términos qgh que están asociados con la presión estática podrían ignorarse de acuerdo con el mismo nivel. Hemos encontrado que la velocidad aumenta para el caso 2. Todavía no hay cambio para el caso 1 que se realiza de forma estática. Por lo tanto, la presión para el caso 2 tiene que disminuir para lograr el equilibrio en la ecuación de Bernoulli.

La presión disminuye o es disminución.

Nota: La fotografía de la ecuación de Bernoulli no es un trabajo de Photoshop que sea realmente genuino. Puede encontrar una visión diferente en google “Bernoulli Istanbul”.

Answer 2

El caudal másico debe permanecer constante en cualquier sección de la tubería (suponiendo que no haya fugas, por supuesto). Fluyendo desde la tubería de diámetro grande (sección 1) a la tubería de diámetro pequeño (sección 2) tenemos:

[matemáticas] \ rho_1 v_1 A_1 = \ rho_2 v_2 A_2 [/ matemáticas]

y si la temperatura permanece constante, la densidad también permanece constante, por lo tanto:

[matemáticas] v_1 A_1 = v_2 A_2 [/ matemáticas]

Esta es la ecuación de continuidad para líquidos. Si el área de la tubería disminuye, la velocidad aumentará. La ecuación de Bernoulli establece que la presión disminuirá si la velocidad aumenta (a una elevación constante).

Answer 3

No, la presión por delante de tales secciones aumentará, para acelerar el flujo del fluido a través de la sección de diámetro reducido, donde la presión caerá mucho más rápidamente por longitud de tubería debido a la fricción de la pared.

Además, tal restricción podría ser una “bomba de chorro” o “venturi” o garganta de “inyector”, y la restricción en realidad reducirá la presión del fluido cerca de un vacío perfecto. La forma después de esta garganta es importante en la mayoría de los casos, para tratar de recuperar tanta presión como sea posible. Busque Bernoulli para este efecto básico.

Answer 4

Si puedo hacer 2 suposiciones, puedo decirte que en realidad es al revés.

1. El flujo es constante en el sistema.
2. El fluido no es compresible o puede modelarse lo suficiente

Un diámetro más pequeño significaría que el área de la sección transversal es más pequeña en la tubería. Un área de sección transversal más pequeña significa que ese fluido debería acelerarse para obtener la misma cantidad de volumen a través de esa tubería al mismo tiempo y mantener un flujo constante.

Según el Principio de Bernoulli, cuando la velocidad del fluido aumenta, la presión disminuye. Principio de Bernoulli – Wikipedia

Por lo tanto, la presión disminuiría cuando el diámetro de la tubería sea menor.