Divulgación Velocidad del fluido después de atravesar una válvula.

[JCB]

Hola a todos.

Supongamos una válvula situada en un tubo de diámetro constante que conduce agua. Esta válvula tiene una pérdida de carga singular $\Delta h$. Si aplicamos la ecuación de continuidad, y también Bernoulli a la entrada y a la salida de la válvula, tenemos:

$\dfrac{p_1}{\rho g}+h_1+\dfrac{v_1^2}{2g}-\Delta h=\dfrac{p_2}{\rho g}+h_2+\dfrac{v_2^2}{2g}$,

$p_2=p_1-\rho g \Delta h$.

Entonces, queda claro que se produce una disminución de la presión en la salida de la válvula.

Al aplicar la ecuación de continuidad (conservación de la masa de un fluido incompresible), en un tubo de diámetro constante, nos lleva a que la velocidad del fluido es constante.

No obstante e intuitivamente, me cuesta de ver que no se produzca, también, una disminución de la velocidad del fluido en la salida de la válvula.

¿ Hay alguna otra explicación o razonamiento, además de la ecuación de continuidad, para determinar que la velocidad del fluido es constante ?.

Saludos cordiales,
JCB.

[Alriga]

Re: Velocidad del fluido después de atravesar una válvula.

... Al aplicar la ecuación de continuidad (conservación de la masa de un fluido incompresible), en un tubo de diámetro constante, nos lleva a que la velocidad del fluido es constante … ¿Hay alguna otra explicación o razonamiento, además de la ecuación de continuidad, para determinar que la velocidad del fluido es constante? ...

Entiendo que no hay otro razonamiento, ya que no hay otra ley “más potente” que la de la conservación de la masa, que se expresa como ecuación de continuidad. (La otra "ley potente", la de conservación de la energía proporciona la ecuación de Bernoulli)

En régimen permanente, la masa por unidad de tiempo que entra por una sección “1” de la tubería es igual a la que sale por otra sección “2” de la misma, (lo contrario significaría que hay masa que se pierde en el interior o que se va acumulando en el interior)

$\dot m_1=\dot m_2$

$\rho_1 (v_1 \cdot S_1)=\rho_2 (v_2 \cdot S_2)$

Si el fluido es incompresible: $\rho_1=\rho_2$ y entonces:

$v_1 \cdot S_1=v_2 \cdot S_2$

Y si las dos secciones de la tubería son iguales, las velocidades deberán ser iguales. (Recuerda que la velocidad que sale en estas expresiones es una velocidad media en la sección de la tubería)

... intuitivamente, me cuesta ver que no se produzca, también, una disminución de la velocidad del fluido en la salida de la válvula ...

Deberás abandonar esa “nociva” intuición

Saludos.

[JCB]

Re: Velocidad del fluido después de atravesar una válvula.

Pues que triste, Alriga. Yo ya me temía que no había otra explicación.

Y es que a veces la realidad es muy dura .

Saludos cordiales,
JCB.

[Richard R Richard]

Re: Velocidad del fluido después de atravesar una válvula.

En fluidos incompresibles, no habiendo fuentes ni sumideros, cuando mantienes constante la sección de pasaje, la velocidad necesariamente será constante, de allí surge la ecuación de continuidad como principio de conservación de la masa.

Mas de lo mismo dicho de otro modo.