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 (
).
1 entrada normal
3 curvas de
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
.
Exercícios relacionados
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.
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
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.
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)
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
.
Determine o campo aceleração para um escoamento tridimensional com as seguintes componentes de velocidade: