Ingenieria

Determinación Rigurosa del Tiempo de Vaciado de un Tanque Horizontal.

Como puedo calcular el tiempo de desalojo de un tanque cilindrico horizontal, que tiene un diametro D, y el tubo dedesalojo tiene un diametro d con longitud vertical de l. El cilindro horizontal se supone lleno de agua (por decir) y tiene un largo de L. Hay que recordar que conforme baja la altura del tanque, baja lavelocidad de desalojo. Ya le busque y no le encuentro.

[pic]

Al comenzar el vaciado del tanque, pues aparecen perfiles de velocidad a ambos lados de la descarga del tanque como se muestra en lafigura, por eso se comienza a analizar el problema con la ecuación de continuidad en coordenadas cilíndricas:

[pic] (1)

(1) (2)(3) (4)

El primer término, se tiene que el sistema no es gaseoso y es isotérmico así que no tiene sentido de que la densidad varíe y menos con el tiempo. El segundo término la velocidadradial es constante en la dirección del radio. El tercer término, la velocidad angular no varía con el ángulo (ver fig. 4.3). Por lo queda:

[pic]

Luego se analiza la dirección del movimiento yse aplica la ecuación de momentum en coordenadas cilíndricas en la dirección z:

[pic] (2).

(1) (2) (3) (4) (5) (6)(7) (8) (9)

El primer término no existe, por no haber dependencia de la velocidad en z con el tiempo. El segundo no tiene sentido por no haber velocidad en la dirección radial. Eltercero no existe por no haber movimiento en la dirección del ángulo. El cuarto no existe debido por el resultado de la ecuación de continuidad. El quinto es despreciable porque el recorrido de ambosperfiles de velocidad es pequeño y casi no va a existir influencia del gradiente de presión. El sexto si existe porque hay movimiento en la dirección z, produciendo una variación de la velocidad en la...