Considerando que o escoamento descrito no exercício anterior é de água em um duto de 10 mm de comprimento e com distância entre as placas igual a
, calcule a perda de pressão para um escoamento com velocidade média de (a) 0,25 m/s e (b)
.
Passo 1
Vamos lá! Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos um escoamento de água em um duto com comprimento de 10 mm e distância entre as placas de 0,4 mm. Precisamos calcular a perda de pressão para duas velocidades médias diferentes: 0,25 m/s e 2 m/s. Para resolver isso, vamos precisar usar a equação da perda de carga em escoamento laminar entre placas paralelas, que faz parte da mecânica dos fluidos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula para calcular a perda de pressão (
) em um escoamento laminar entre duas placas paralelas:
Onde:
-
é a perda de pressão (Pa) -
é a viscosidade dinâmica da água (Pa·s) -
é o comprimento do duto (m) -
é a velocidade média do fluido (m/s) -
é a distância entre as placas (m)
Vamos usar essa fórmula para calcular a perda de pressão para as duas velocidades dadas.
Passo 3
Precisamos converter todas as unidades para o Sistema Internacional:
- Comprimento do duto,
- Distância entre as placas,
- Velocidade média,
será 0,25 m/s e 2 m/s conforme os itens (a) e (b) - A viscosidade dinâmica da água,
, em temperatura ambiente (aproximadamente 20°C) é cerca de
Passo 4
Agora, vamos calcular a perda de pressão para a velocidade média de 0,25 m/s:
Passo 5
Agora, vamos calcular a perda de pressão para a velocidade média de 2 m/s:
Resposta
A perda de pressão para o escoamento é de aproximadamente 188 Pa para a velocidade média de 0,25 m/s e de aproximadamente 1503 Pa para a velocidade média de 2 m/s.