Calcular a perda de carga em uma tubulação de água com as seguintes condições:
- (a) Comprimento da tubulação
- (b) Diâmetro da tubulação
;
- © Velocidade do fluido
- (d) Massa específica do fluido
.
Utilize a equação de Blasius. Essa equação é uma aproximação simplificada que pode ser usada para números de Reynolds
entre 4000 e 100000 para escoamento turbulento em tubulações lisas:
Utilize a equação de Blasius. Essa equação é uma aproximação simplificada que pode ser usada para números de Reynolds
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a perda de carga em uma tubulação de água usando a equação de Blasius. O que isso significa? Basicamente, a perda de carga é a perda de energia do fluido enquanto ele flui pela tubulação devido ao atrito com as paredes da tubulação. Para isso, vamos precisar usar a equação de Blasius, que é útil para escoamentos turbulentos em tubulações lisas com números de Reynolds entre 4000 e 100000. Vamos usar as informações do exercício: comprimento, diâmetro, velocidade e massa específica da água.
Passo 2
Primeiro, precisamos calcular o número de Reynolds (
), que nos ajuda a determinar o regime de escoamento (laminar ou turbulento). A fórmula para
é:
Mas como não temos a viscosidade (
), podemos usar a fórmula alternativa:
Como estamos lidando com água, e supondo que a viscosidade dinâmica da água (
) seja aproximadamente
.
Passo 3
Vamos substituir os valores na fórmula do número de Reynolds:
Então,
Passo 4
Agora que temos o número de Reynolds (
), podemos usar a equação de Blasius para calcular o fator de atrito (
):
Vamos substituir
:
Passo 5
Calculando
:
Então,
Portanto,
Passo 6
Com o fator de atrito (
) encontrado, podemos calcular a perda de carga (
) usando a seguinte fórmula:
Onde:
Passo 7
Substituindo os valores na fórmula:
Vamos calcular passo a passo:
Então,
Passo 8
Multiplicando os valores:
E,
Resposta
A perda de carga na tubulação é de 712.000 Pa.
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.
Para barras de seção retangular e circular o fator de forma pode ser utilizado com os valores 2,42 e 1,79 (Tsutiya, 2004). Encontre o valor do coeficiente