Artículo

Montilla López, Yomber José; Suárez Carreño, Franyelit María; Durán, Ulbio; Linares, B. "Vaciado por gravedad de un tanque esferoidal abierto" (2026). Anales AFA. 37(02): pp. 37-44

Resumen:

En este trabajo se simula el vaciado por gravedad de un tanque esferoidal abierto. Se introduce un parámetro adimen- sional λ que altera la geometría del tanque, pero no su volumen, generando variantes esferoidales prolata, esférica y oblata. Las aberturas del tanque resultan de cortar su superficie con dos planos simétricos, próximos a los extremos, sin afectar significativamente su capacidad. A partir de los principios de la hidrodinámica, se desarrollan dos modelos: uno numérico general y otro analítico aproximado basado en el teorema de Torricelli para el análisis del proceso de vaciado en función de la geometría y el tiempo. Ambos modelos se implementan mediante un código en Python 3.13. Los resultados muestran una excelente concordancia entre ambos enfoques para un rango específico de λ, aunque el modelo analítico pierde validez cerca de un umbral crítico. Bajo condiciones de igualdad entre volumen y abertura de descarga, el tanque prolato se vacía más rápido a pesar de un mayor nivel inicial de fluido, mientras que el oblato, con menor altura inicial, presenta un vaciado más lento. Estos resultados pueden ser de particular interés en ingeniería hidráulica y de procesos para el control de almacenamiento y distribución de líquidos. La implementación en Python 3.13 ofrece un recurso didáctico de libre acceso, completamente reproducible y aplicable en un aula

Abstract:

This study simulates the gravity-driven drainage of an open spheroidal tank. A dimensionless parameter λ is introdu- ced that alters the geometry of the tank but not its volume, generating prolate, spherical, and oblate spheroidal variants. The openings in the tank are obtained by cutting its surface with two symmetrical planes, close to the ends, without significantly affecting its capacity. Based on the principles of hydrodynamics, two models are developed: a general numerical model and an approximate analytical model based on Torricelli’s theorem for analyzing the drainage process as a function of geometry and time. Both models are implemented using Python 3.13 code. The results show excellent agreement between the two approaches for a specific range of λ, although the analytical model loses validity near a critical threshold. Under conditions of equal volume and discharge opening, the prolate tank drains faster despite a higher initial fluid level, while the oblate tank, with a lower initial height, drains more slowly. These results may be of particular interest in hydraulic and process engineering for the control of liquid storage and distribution. The imple- mentation in Python 3.13 provides an open-access, fully reproducible, and classroom-applicable educational resource

Registro:

Título:Vaciado por gravedad de un tanque esferoidal abierto
Título alt:Gravity drainage of an open spheroidal tank
Autor:Montilla López, Yomber José; Suárez Carreño, Franyelit María; Durán, Ulbio; Linares, B.
Fecha:2026-06
Título revista:Anales AFA
Editor:Asociación Física Argentina
Handle: https://hdl.handle.net/20.500.12110/afa_v37_n02_p037
Ciudad:Villa Martelli, Buenos Aires
Idioma:Español
Palabras clave:TANQUE ESFEROIDAL; VACIADO POR GRAVEDAD; TEOREMA DE TORRICELLI; SIMULACION EN PYTHON
Keywords:SPHEROIDAL TANK; GRAVITY DRAINAGE; TORRICELLI’S THEOREM; PYTHON SIMULATION
Año:2026
Volumen:37
Número:02
DOI:https://doi.org/10.31527/analesafa.2026.37.2.37-44
Título revista abreviado:An. (Asoc. Fís. Argent., En línea)
ISSN:1850-1168
Formato:PDF
PDF:https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/afa/afa_v37_n02_p037.pdf
Registro:https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/afa/document/afa_v37_n02_p037

Citas:

---------- APA ----------
Montilla López, Yomber José, Suárez Carreño, Franyelit María, Durán, Ulbio & Linares, B.(2026). Gravity drainage of an open spheroidal tank. Anales AFA, 37(02), 37-44.https://doi.org/10.31527/analesafa.2026.37.2.37-44
---------- CHICAGO ----------
Montilla López, Yomber José, Suárez Carreño, Franyelit María, Durán, Ulbio, Linares, B.. "Gravity drainage of an open spheroidal tank" . Anales AFA 37, no. 02 (2026): 37-44.https://doi.org/10.31527/analesafa.2026.37.2.37-44
---------- MLA ----------
Montilla López, Yomber José, Suárez Carreño, Franyelit María, Durán, Ulbio, Linares, B.. "Gravity drainage of an open spheroidal tank" . Anales AFA, vol. 37, no. 02, 2026, pp. 37-44, https://doi.org/10.31527/analesafa.2026.37.2.37-44
---------- VANCOUVER ----------
Montilla López, Yomber José, Suárez Carreño, Franyelit María, Durán, Ulbio, Linares, B.. Gravity drainage of an open spheroidal tank. An. (Asoc. Fís. Argent., En línea). 2026;37(02): 37-44 . Available from: https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/afa/document/afa_v37_n02_p037