Exercícios Resolvidos de Escoamento Laminar e Turbulento e Perda de Carga

Ver Teoria

Enunciado

Para o escoamento de óleo S A E   30 por um tubo de 5   c m de diâmetro, Figura A.1, para qual vazão em m 3 / h devemos esperar transição para a turbulência a a   20 ℃ e b   100 ℃ ?

Figura 1. Viscosidade absoluta de fluidos comuns a 1 atm.

Passo 1

Nesse exercício devemos aplicar aquele número de Reynolds R e d = 2300 , que caracteriza a transição do escoamento laminar para o turbulento, lembra?

Sabemos que:

R e d = ρ V d μ

Do gráfico encontramos o valor de μ :

μ 20 ℃ = 0,25   N . s / m ²

μ 100 ℃ = 0,01   N . s / m ²

Olhando valores tabelados de massa específica:

ρ = 891   k g / m ³

O enunciado ainda fornece o valor do diâmetro:

d = 5   c m = 0,05   m

Passo 2

Substituindo na expressão de R e d , para 20 ℃ :

R e d = ρ V d μ

2300 = 891 . V . ( 0,05 ) ( 0,25 )

V = 12,91   m / s

Para 100 ℃ :

R e d = ρ V d μ

2300 = 891 . V . ( 0,05 ) ( 0,01 )

V = 0,52   m / s

Passo 3

Substituindo na fórmula da vazão Q = V A , sendo A = π d ² 4

20 ℃ :

Q = V A

Q = 12,91 . π ( 0,05 ) ² 4

Q = 0,025 m 3 s = 91,25 m 3 h

100 ℃ :

Q = V A

Q = ( 0,52 ) . π 0,05 2 4  

Q = 1,02 . 10 - 3 m 3 s = 3,68 m 3 h

Resposta

Letra a)

Q = 91,25 m 3 h

Letra b)

Q = 3,68 m 3 h

Exercícios de Livros Relacionados

Óleo SAE 10 a 20°C escoa pelo tubo vertical de 4 cm de diâmetro da figura abaixo. Para a leitura h = 42 cm do manômetro de mercúrio mostrado, (a) calcule a vazão volumétrica em m³/h e (b) determine o
Os tanques de óleo em Pequelândia tem apenas 160 cm de altura e descarregam em um caminhão-pipa por um tubo liso de 4 mm de diâmetro e 55 cm de comprimento. A saída do tubo é aberta à atmosfera, a 145
Um viscosímetro capilar mede o tempo necessário para que um volume especificado v de líquido escoe por um tubo de vidro de pequeno diâmetro, como na figura a seguir. Esse tempo de trânsito é então cor
Para a configuração mostrada abaixo, o fluido é álcool etílico a 20°C, e os reservatórios são muito grandes. Determine a vazão que ocorre em m³/h. O escoamento é laminar?
Vamos resolver o problema P6.25 na forma literal usando a figura abaixo. Todos os parâmetros são constantes, exceto a profundidade Z(t) do reservatório. Determine uma expressão para a vazão Q ( t ) em