Pregunta: 12.- La válvula de aguja cilíndrica se utiliza para controlar un flujo volumétrico Q de agua a través del tubo de diámetro D. Se desea obtener una expression para la fuerza F necesaria para mantener la valvula en su lugar para cualquier posición x de cierre de la valvula. Para esto: (a) Liste las suposiciones necesarias para resolver el problema. (b) Escriba

12.- La válvula de aguja cilíndrica se utiliza para controlar un flujo volumétrico Q de agua a través del tubo de diámetro D. Se desea obtener una expression para la fuerza F necesaria para mantener la valvula en su lugar para cualquier posición x de cierre de la valvula. Para esto: (a) Liste las suposiciones necesarias para resolver el problema. (b) Escriba las ecuaciones gobernantes requeridas. (c) Dibuje un diagrama de cuerpo libre. (d) Obtenga una expresión para el área de salida Aout, como una función de Aout = f(0, D,x). (e) Obtenga una expresión para la velocidad de salida, como una función de Vout = f(D, Q,0,x). (f) Obtenga una expresión para la presión de entrada, Pin, como una función de Pin = f(0,p, D, Q, x). (g) Obtenga una expresión para calcular la fuerza F necesaria para mantener la válvula en su lugar para cualquier posición x de la válvula, como una función de F = f(p, Q, D, 0, x) (Observe la figura). (h) Determine la fuerza F del inciso (g) en N. Determine la fuerza F necesaria para mantenerla en su lugar para cualquier posición x de cierre de la válvula. Considere: Q = 0.003 m³/s, 0 = 20°, D = 20 mm, d = 20 mm, (e) x = 10 mm. Solución aproximada: 63.2 ≤ F≤ 67.85 N. X d