Exercícios Resolvidos de Escoamento Laminar e Turbulento e Perda de Carga

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Enunciado

Água a 20 ℃ escoa por um tubo inclinado de 8   c m de diâmetro. Nas seções A e B são obtidos os seguintes dados: p A = 186   k P a , V A = 3,2   m / s , z A = 24,5   m , p B = 260   k P a , V B = 3,2   m / s e z B = 9,1   m . Qual é o sentido do escoamento? Qual é a perda de carga em metros?

Passo 1

Podemos ver que o enunciado nos dá as propriedades em dois pontos do tubo A e B , com as seguintes propriedades:

A p A = 186   k P a = 186000   P a V A = 3,2   m / s z A = 24,5   m

B p B = 260   k P a = 260000   P a V B = 3,2   m / s z B = 9,1   m

Além disso o fluido é água, logo a massa específica é ρ = 1000   k g / m ³

Passo 2

Para determinarmos o sentido do escoamento vamos comparar cada lado da Equação da Energia:

p A ρ g + V A ² 2 g + z A = p B ρ g + V B ² 2 g + z B + h p

Como V A = V B os termos de velocidade de ambos os lados se cancelam:

p A ρ g + z A = p B ρ g + z B + h p

186000 1000 × 9,81 + 24,5 = 260000 1000 × 9,81 + 9,1 + h p

43,5 = 35,6 + h p

Podemos dizer que o fluido vai de A → B , pois há mais carga ou pressão em A .

Passo 3

Para calcularmos o fator de perda de carga basta terminarmos de resolver a expressão do Passo 2:

43,5 = 35,6 + h p

h p = 7,9   m

Resposta

Escoamento vai de A → B e   h p = 7,9   m .

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