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El tanque de combustible drenar

Un cuerpo cilíndrico del tanque de combustible está siendo drenada desde la parte inferior como en esta imagen :

Fuel tank schema

La conservación de la tasa de flujo : $v_A = \frac{S_B}{S_A}v_B = \alpha v_B$

Suponiendo que $z_B = 0$, del teorema de Bernoulli establece que :

$$p_{atm} + \rho g h(t) + \frac{1}{2}\rho (\alpha v_B)^2 = (p_{atm} - \rho g h(t)) + \frac{1}{2} \rho g {v_B}^2$$

$$\Leftrightarrow v_B = 2\sqrt{\frac{gh(t)}{1-\alpha^2}}$$

y

$$v_A = \alpha v_B = 2\alpha \sqrt{\frac{gh(t)}{1-\alpha^2}}$$

Con $v_A = \frac{dh}{dt}$

Tenemos la siguiente ecuación diferencial :

$$h'(t) - 2\alpha \sqrt{\frac{gh(t)}{1-\alpha^2}} = 0$$

La solución de este, obtenemos :

$$ h(t) = \frac{g \alpha^2}{1-\alpha^2}t^2 + C \alpha \sqrt{\frac{g}{1-\alpha^2}}t + \frac{C^2}{4}$$

Ahora, $h(t = 0) \Rightarrow C = 2\sqrt{H}$

Así que, finalmente :

$$h(t) = \frac{g \alpha^2}{1-\alpha^2}t^2 + 2 \alpha \sqrt{\frac{gH}{1-\alpha^2}}t + H$$

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Vicfred Puntos 123

Sugerencia: Si se divide por $\sqrt {h(t)}$ la ecuación separa.

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