Qual diâmetro de tubulação é recomendado para processos que operam nas seguintes situações descritas abaixo:
e)
de óleo de milho na temperatura de
e)
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para encontrar o diâmetro de uma tubulação que vai transportar um óleo de milho com uma taxa de 8,5 m³/h, temperatura de 140°C, densidade de 904,9 kg/m³ e viscosidade de 4,85 × 10⁻³ Pa·s. Estamos lidando com mecânica dos fluidos, e para resolver, vamos precisar usar equações que relacionam a taxa de fluxo, o diâmetro da tubulação, a velocidade do fluido e considerar a viscosidade e densidade do óleo.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a relação básica entre a taxa de fluxo (
), a área da tubulação (
) e a velocidade do fluido (
). A equação que conecta esses três é:
Como a área (
) de uma tubulação circular está relacionada ao diâmetro (
) pela fórmula:
Então, podemos reescrever a equação da taxa de fluxo em termos do diâmetro.
Passo 3
Agora, precisamos assumir uma velocidade adequada para o escoamento do óleo na tubulação. A velocidade não pode ser muito alta para evitar perdas de carga excessivas e turbulência, nem muito baixa para manter a eficiência do transporte. Uma velocidade típica para líquidos viscosos como óleos industriais é de cerca de 1 m/s.
Passo 4
Com a velocidade (
) assumida, podemos rearranjar a equação para encontrar o diâmetro (
):
Passo 5
Vamos agora substituir os valores conhecidos na equação. Primeiro, convertemos a taxa de fluxo de 8,5 m³/h para m³/s:
E já temos a velocidade (
).
Passo 6
Substituindo os valores na equação do diâmetro:
Resposta
O diâmetro recomendado para a tubulação é aproximadamente 54,7 mm.
Exercícios relacionados
Qual diâmetro de tubulação é recomendado para processos que operam nas seguintes situações descritas abaixo:
b) de vinho centrifugado de cana com concentração de
de etanol,
de água e temperatura de
, considerando o vinho centrifugado de cana como fluido newtoniano, de viscosidade igual a
s e densidade igual a
.
b)
Uma esfera de argila de 3 cm de diâmetro é colocada em um banho de água em ebulição (
) a
. As propriedades físicas da argila são dadas pelas correlações a seguir, onde
é o conteúdo de umidade do material, em base seca:
Se o conteúdo de umidade da esfera de argila for de 0,9 e sua temperatura inicial , determinar o tempo necessário para que o centro da esfera atinja
.
min
Se o conteúdo de umidade da esfera de argila for de 0,9 e sua temperatura inicial
Qual diâmetro de tubulação é recomendado para processos que operam nas seguintes situações descritas abaixo:
c) Melaço de cana com Brix a
. Nessas condições de concentração e temperatura, o comportamento reológico do melaço de cana pode ser considerado pseudoplástico, com índice de consistência igual a
e índice de comportamento igual a 0,921 . A densidade é igual a
. A vazão mássica desejada na tubulação é de
. Para efeitos de cálculo, considere o processo de bombeamento, onde a taxa de deformação média é de
.
c) Melaço de cana com
Qual diâmetro de tubulação é recomendado para processos que operam nas seguintes situações descritas abaixo:
a) Caldo de cana bruto (não clarificado), a Pa.s) e vazão igual a
.
a) Caldo de cana bruto (não clarificado), a