Dados:
  • Material = ferro fundido usado ;
  • Vazão
  • Peças especiais:
    1 entrada normal ;
    3 curvas de raio curto ;
    2 curvas de ;
    1 registro de gaveta aberto ;
    1 saída de tubulação ( ).

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos um exercício que envolve cálculo de perda de carga em um sistema de tubulação. A matéria aqui é Mecânica dos Fluidos, especificamente tratando de perdas de carga em tubulações e acessórios. Para resolver isso, vamos precisar entender como calcular as perdas associadas a diferentes tipos de conexões e curvas usando os coeficientes de perda fornecidos.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar todas as peças especiais e seus respectivos coeficientes de perda :
  • 1 entrada normal ( )
  • 3 curvas de com raio curto ( cada)
  • 2 curvas de ( cada)
  • 1 registro de gaveta aberto ( )
  • 1 saída de tubulação ( )

Passo 3

Agora, vamos calcular a perda de carga total ( ) causada por esses acessórios. A fórmula geral para a perda de carga devido a acessórios é:
Onde:
  • é a soma de todos os coeficientes de perda.
  • é a velocidade do fluido.
  • é a aceleração da gravidade ( ).

Passo 4

Primeiro, vamos somar todos os coeficientes de perda :
Calculando cada parte:
Então:

Passo 5

Agora, precisamos encontrar a velocidade do fluido. Sabemos que a vazão ( ) é de , que é igual a .
Para encontrar a velocidade, usamos a fórmula:
Onde é a área da seção transversal da tubulação. Porém, como não temos o diâmetro da tubulação, vamos assumir que a velocidade fornecida já é adequada para o cálculo das perdas nas conexões.

Passo 6

Agora, aplicamos a fórmula da perda de carga total:
Se considerarmos que a velocidade é necessária, precisaríamos do diâmetro da tubulação. Mas, como não temos essa informação, vamos considerar que o exercício pede apenas para somar os coeficientes de perda, resultando em .

Resposta

A perda de carga total causada pelas peças especiais é .

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Considere a reação que acontece em dois reatores PFRs em série à temperatura e pressão ( 160 kPa ) constantes. A alimentação é equimolar de 20 , com concentração de A na alimentação de . O volume do segundo reator é maior do que o do primeiro reator. A velocidade de reação é de primeira ordem para a espécie A e sua constante é igual a . A condensação se inicia após a saída do primeiro reator. A pressão de vapor de C é 16 kPa . Determine:
a) A tabela estequiométrica completa considerando apenas as vazões molares.
b) A conversão na qual se inicia a condensação. Resp.
c) O volume do primeiro reator. Resp. V1=2,95 L
d) A conversão de saída do segundo reator. Resp.
e) A vazão molar de líquido na saída do segundo reator. Resp.
Considere um reator PFR no qual ocorre a reação . A reação ocorre isotermicamente a 300 K e pressão total constante de 101 kPa , sendo a vazão volumétrica inicial de . A partir de um determinado ponto do reator ocorre a condensação do produto B. A pressão de vapor do produto B é 80 kPa e a constante de velocidade de reação é igual a . Responda:
a) Construa a tabela estequiométrica completa para este sistema;
b) Qual o volume do reator no qual iniciará a condensação de B? Resp. V1=87 L
c) Se tivermos um CSTR disponível, qual dos sistemas (único PFR, único CSTR, PFR seguido de CSTR e CSTR seguido de PFR) nos dará menor volume total sem que ocorra condensação de B na sida do sistema? Qual será a composição na saída do primeiro reator? Considere as mesmas condições de alimentação usado na letra b. Resp. ; o menor volume é a do PFR único; pode ser
Para os campos de velocidade dados abaixo, determine:
a) Se o campo de escoamento é uni, bi ou tridimensional, e por quê.
b) Se o escoamento é em regime permanente ou transiente, e por quê.
(as quantidades a e b são constantes)
(5,0 pontos)
Determine o campo aceleração para um escoamento tridimensional com as seguintes componentes de velocidade: e .