Respuesta
Inicialmente debemos saber que el caudal se mantiene constante, por tanto, con este dato podemos buscar la velocidad en la parte superior, tenemos : Q = V·A Entonces, calculamos el caudal con las condiciones de entrada.
Q = 8 m / s · π·(0.
1524m)² / 4 Q = 0.
15 m³ / s Entonces, procedemos a calcular la velocidad, tenemos : 0.
15 m³ / s = V · π·(0.
3040 m)² / 4 V = 2.
06 m / s Por tanto, la velocidad en la parte superior es de 2.
06 m / s.
Ahora, tenemos que para calcular la presión usaremos Bernoulli, tenemos : P₁ + 0.
5·V₁²·ρ + z₁·g·ρ = P₂ + 0.
5·V₂²·ρ + z₂·g·ρAhora, necesitamos buscar las cotas, para ello usaremos propiedades trigonométricas.
Sen(α) = CO / H CO = 10 m · Sen(30º) CO = 5 m Entonces, z₁ = 0 m y z₂ = 5 m.
Ahora, si procedemos a usar Bernoulli para calcular al presión a la salida, tenemos : 1.
8x10⁵ Pa + 0.
5·(8m / s)²·1000 kg / m³ + 0 = P₂ + 0.
5·(2m / s)²·1000 kg / m³ + 5·(9.
8m / s²)·(1000 kg / m³) Simplificamos y tenemos : 1.
8x10⁵ Pa + 32000 Pa + 0 Pa = P₂ + 2000 Pa + 49000 Pa P₂ = 161000 Pa Entonces, tenemos que la presión en la parte superior tiene un valor de 161000 Pa ó 1.
61x10⁵ Pa.
Nota
sabemos que 1 pulgada tiene un valor de 0, 0254 metros.
Por otra parte, tenemos que la cota en el punto de partida es cero debido a que tomamos ese como punto de referencia, por tanto no genera energía potencial.