Calcule a perda de carga continua (
) ao longo de uma tubulação de fofo com
de comprimento (L), com 500 mm de diâmetro interno (D) e que conduz uma vazão (Q) de
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a perda de carga contínua (
) em uma tubulação. A matéria aqui é de Hidráulica, especificamente sobre perdas de carga em tubos. Para isso, vamos precisar das seguintes informações: comprimento do tubo (
), diâmetro interno (
) e a vazão (
).
Passo 2
Primeiro, vamos converter todas as unidades para o Sistema Internacional (SI) para facilitar os cálculos:
- Comprimento do tubo:
- Diâmetro interno:
- Vazão:
Passo 3
Agora, vamos calcular a velocidade do fluido dentro do tubo. A velocidade (
) pode ser encontrada dividindo a vazão (
) pela área da seção transversal do tubo (
). A fórmula para a área é:
Então:
Agora, a velocidade:
Passo 4
Para determinar o fator de atrito (
), precisamos calcular o número de Reynolds (
), que nos diz se o fluxo é laminar ou turbulento. A fórmula do número de Reynolds é:
Onde
é a viscosidade cinemática da água. Vamos considerar
.
Então:
Passo 5
Como o número de Reynolds (
) é maior que 4000, o fluxo é turbulento. Para fluxo turbulento, o fator de atrito (
) pode ser estimado usando a equação de Darcy-Weisbach de forma simplificada, assumindo um fator médio para tubulações comerciais lisas. Vamos considerar
.
Passo 6
Agora, vamos calcular a perda de carga contínua utilizando a fórmula de Darcy-Weisbach:
Onde
.
Substituindo os valores:
Primeiro, calculamos
:
Depois,
:
Então:
Resposta
A perda de carga contínua ao longo da tubulação é de aproximadamente
.
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.
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.
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