El caudal

El caudal (o gasto) se define como el producto de la sección por la que fluye el fluído y la velocidad a la que fluye. En dinámica de fluídos existe una ecuación de continuidad que nos garantiza queen ausencia de manantiales o sumideros, este caudal es constante. Como implicación directa de esta continuidad del caudal y la ecuación de Bernoulli tenemos un tubo de Venturi.
Un tubo de Venturi esuna cavidad de sección S1 por la que fluye un fluído y que en una parte se estrecha, teniendo ahora una sección
S2 >S1. Como el caudal se conserva entonces tenemos que v2>v1.
Si el tubo eshorizontal entonces h1 =h2, y con la condición anterior de las velocidades vemos que, necesariamente, P1>P2. Es decir, un estrechamiento en un tubo horizontal implica que la presión estática del líquidodisminuye en el estrechamiento.


La ecuación de continuidad
La conservación de la masa de fluido a través de dos secciones (sean éstas A1 y A2) de un conducto (tubería) o tubo de corriente estableceque: la masa que entra es igual a la masa que sale.
Definición de tubo de corriente: superficie formada por las líneas de corriente.
Corolario 2: solo hay tubo de corriente si V es diferente de 0.
Laecuación de continuidad se puede expresar como:
ρ1.A1.V1 = ρ2.A2.V2
Cuando ρ1 = ρ2, que es el caso general tratándose de agua, y flujo en régimen permanente, se tiene:
[pic]
o de otraforma:
[pic](el caudal que entra es igual al que sale)
Donde:
• Q = caudal (metro cúbico por segundo; m3 / s)
• V = velocidad (m / s)
• A = area transversal del tubo de corriente oconducto (m2)
Que se cumple cuando entre dos secciones de la conducción no se acumula masa, es decir, siempre que el fluido sea incompresible y por lo tanto su densidad sea constante. Esta condición lasatisfacen todos los líquidos y, particularmente, el agua.
En general la geometría del conducto es conocida, por lo que el problema se reduce a estimar la velocidad media del fluido en una sección...