Avaliaçăo
  1. Dois reservatórios săo interligados por um conduto medindo 3218 m de comprimento diâmetro 300 mm . Os tubos sâo de fofo e conduzem água a temperatura média de . Sabese que a velocidade na tubulaçâo é constante e igual a . Determinar a diferença de nivel entre os dois reservatórios. Obs.: Considerar e .
    Valor: 3 pontos

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem dois reservatórios conectados por um tubo de 3218 metros de comprimento e 300 mm de diâmetro. A água está fluindo constante a 2,5 m/s a 25°C. Nosso objetivo é descobrir qual a diferença de nível entre os dois reservatórios. Para isso, vamos usar conceitos de Hidráulica, especificamente a Equação de Darcy-Weisbach para calcular a perda de carga no tubo.

Passo 2

Primeiro, precisamos calcular o Número de Reynolds (Re), que ajuda a determinar se o fluxo é laminar ou turbulento. A fórmula é:
Onde:
  • (velocidade da água)
  • (diâmetro do tubo)
  • (viscosidade cinemática da água a 25°C)
Vamos calcular:
Como , o fluxo é turbulento.

Passo 3

Agora, precisamos encontrar o fator de atrito (f). Para isso, usamos a Equação de Colebrook-White, que relaciona , e a rugosidade relativa ( ):
Dado:
Resolvendo iterativamente ou usando tabelas/fórmulas aproximadas, encontramos que:

Passo 4

Com o fator de atrito, usamos a Equação de Darcy-Weisbach para calcular a perda de carga ( ):
Onde:
Substituindo os valores:
Calculando passo a passo:
  1. Multiplicando tudo:

Resposta

A diferença de nível entre os dois reservatórios é aproximadamente 65 metros.

Exercícios relacionados

a) Determine a temperatura de operação se o volume do reator é igual a 30 litros, sendo a operação adiabática.
b) Determine a quantidade de calor trocada para se atingir uma conversão de no mesmo reator.
Considerando que a água a e 1 atm seja aquecida até determine a densidade da água quando ela atingir .
Dados:
pagua

Solução:
  1. Determine o volume necessário para converter do reagente , numa reação , operada isotermicamente a e 5 atm , sendo ( mol. . ). Os reagentes são alimentados a , min, constituída de de A, de inerte e 30% de C (inerte).