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Exercícios Resolvidos de Diagrama de Moody e fator de atrito

Ver Teoria
Exercício 71234568

Enunciado

Mercúrio a 20 ° C escoa por 4   m de tubo de vidro de   7   m m   de diâmetro a uma velocidade média de 5   m / s . Calcule a perda de carga em metros e a queda de pressão em k P a .

Passo 1

Mais um problema de perda de carga, mas agora devemos ver em que faixa de Reynolds o escoamento se encontra e assim descobrirmos a perda de carga.

Para calcular R e d = ρ V d μ precisamos apenas das propriedades do mercúrio a 20 ℃ :

ρ = 13550 k g m 3

μ = 1,56 × 10 - 3   k g / ( m ∙ s )

Do enunciado:

V = 5 m s

d = 7   m m = 0,007   m

Logo

R e d = ρ V d μ = 13550 ∙ 5 ∙ 0,007 1,56 × 10 - 3

R e d = 304006

Como o tubo de vidro é liso, olhando no diagrama de Moody estamos em região de transição.

Batendo a curva de tubos lisos com o eixo vertical:

f = 0,014

Outros dados do enunciado:

L = 4   m

Passo 2

Substituindo os valores na expressão de perda de carga:

h p = f L d V ² 2 g

h p = 0,014 ∙ 4 0,007 ∙ 5 ² 2 ∙ 9,81

h p = 10,19   m

Passo 3

Para calcularmos a perda de pressão basta substituirmos o que conhecemos na expressão da Equação da Energia:

p 1 ρ g + V 1 ² 2 g + z 1 = p 2 ρ g + V 2 ² 2 g + z 2 + h p

V 1 = V 2 , z 1 = z 2 , logo,

p 1 ρ g = p 2 ρ g + h p

p 1 - p 2 ρ g = h p

p 1 - p 2 = ρ g h p

p 1 - p 2 = 13550 ∙ 9,81 ∙ 10,19

p 1 - p 2 = 1354510   P a = 1354,51   k P a

Resposta

h p = 10,19   m

p 1 - p 2 = 1354,5   k P a

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