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1. Se define el caudal de un fluido en una tuberia como el volumen que circula por su
sección (superficie transversal) en la unidad de tiempo; matemáticamente se expresa según la
formula Q=vS, siendo Q el caudal, v la velocidad y S la sección de la tuberia. En un caso
concreto, un liquido se desplaza a una velocidad de 2 ft/min a través de una tuberia circular de 3
in de radio. Expresa el caudal en m³/s y en L/s
Datos: 1 ft (pie)=30,48 cm; 1 in (pulgada)=2,54 cm.

Sagot :

Respuesta:

Explicación: Para calcular el caudal en unidades métricas (m³/s y L/s), primero necesitamos convertir las unidades proporcionadas (pies, pulgadas) a metros.

Dado que:

1 pie = 30.48 cm = 0.3048 metros

1 pulgada = 2.54 cm = 0.0254 metros

El radio de la tubería,

r, es de 3 pulgadas, que es igual a

3

×

0.0254

3×0.0254 metros.

Entonces:

=

3

×

0.0254

metros

=

0.0762

metros

r=3×0.0254metros=0.0762metros

El área de la sección transversal de la tubería (

S) se puede calcular usando la fórmula del área de un círculo:

=

2

S=πr

2

Donde

π es aproximadamente igual a

3.14159

3.14159.

Entonces:

=

3.14159

×

(

0.0762

)

2

metros

2

S=3.14159×(0.0762)

2

metros

2

0.01817

metros

2

S≈0.01817metros

2

Ahora, utilizando la fórmula del caudal

=

Q=vS, donde

v es la velocidad (en este caso 2 ft/min), convertiremos la velocidad a metros por segundo.

Dado que 1 pie = 0.3048 metros y 1 minuto = 60 segundos, podemos convertir la velocidad a

2

×

0.3048

60

60

2×0.3048

 m/s.

=

2

×

0.3048

60

m/s

v=

60

2×0.3048

m/s

0.01016

m/s

v≈0.01016m/s

Ahora, podemos calcular el caudal

Q:

=

0.01016

×

0.01817

m

3

/

s

Q=0.01016×0.01817m

3

/s

0.0001841

m

3

/

s

Q≈0.0001841m

3

/s

Para convertir el caudal a litros por segundo (L/s), sabemos que 1 metro cúbico (m³) es igual a 1000 litros (L), por lo que:

L/s

=

0.0001841

×

1000

L/s

Q

L/s

=0.0001841×1000L/s

L/s

0.1841

L/s

Q

L/s

≈0.1841L/s

Entonces, el caudal es aproximadamente

0.0001841

m

3

/

s

0.0001841m

3

/s o

0.1841

L/s

0.1841L/s.