¿Por qué la ecuación de bernouli no es aplicable al cierre de un grifo (grifo de agua)?

Answer 1

Es una cuestión de aproximaciones.
Esto se debe principalmente a que, para que se aplique la ecuación de Bernoulli, el flujo de fluido tiene que ser irrotacional. Eso significa aproximadamente que las líneas de corriente nunca se cruzan entre sí. Cuando tiene flujo turbulento (producido fácilmente por un mezclador de grifo), la aproximación simplemente ya no se mantiene y se necesitan modelos más avanzados.
Por otro lado, la ecuación no tiene en cuenta la viscosidad del fluido, digamos el poder de las fuerzas de arrastre en la superficie interna de la tubería. Esto puede producir un trabajo de arrastre no despreciable para la longitud de la tubería. Por lo tanto, tampoco es un buen modelo para fluidos viscosos. En caso de flujo potencial con altos números de Reynolds y fluidos no viscosos, la ecuación de Bernouilli es una excelente manera de resolver muchos problemas.

EDITAR: ¿Por qué disminuye el caudal cuando cerramos el grifo?

Lo que dices sucede porque la ecuación de Bernouilli tal como es, no es tan útil en este caso, debe corregirse con parámetros más sutiles que tengan en cuenta la geometría del sumidero. Debe mejorar el modelo para obtener una aproximación más correcta de este sistema físico.
La experiencia y el sentido común demuestran que cuando cierra el grifo (válvula), la velocidad media del fluido disminuye. Según la ecuación más simple de Bernouilli, en su lugar, debe obtener un aumento en la velocidad del fluido.
En primer lugar, este efecto es cierto solo localmente en correspondencia con la válvula del facucet. De hecho, inmediatamente después de que el diámetro de esta sección de zona aumenta nuevamente (el diámetro de la boquilla suele ser mayor), el flujo de esta manera sigue siendo el mismo.
Si realiza un equilibrio energético más sutil, no puede decir que la disipación por la fuerza de arrastre sea despreciable. En este caso, debe considerar los efectos de la válvula de cierre, sí, es cierto que cuando cierra la velocidad de la válvula es mayor, pero de esta manera también aumenta la disipación por fricción con las paredes de la válvula. Si tiene una válvula, debe considerar la caída de presión oculta, un parámetro que depende de qué tan abierta esté la válvula, cuanto menor sea, mayor será la pérdida (con una función no lineal).
Este último parámetro mide cuántas cabezas de velocidad se disiparán por fricción en la válvula.
Esta es la mejor manera de explicar por qué el caudal disminuye cuando cierra la válvula.