Em uma indústria alimentícia, um alimento líquido, a
é transportado com uma vazão mássica de
em uma tubulação de
de diâmetro interno e 11 m de comprimento. O fluido alimentício, nessa temperatura, apresenta densidade de
e comportamento reológico pseudoplástico, sem tensão de cisalhamento inicial, com índice de consistência igual a 0,282 Pa.
índice de comportamento igual a 0,889 . Determine: a velocidade máxima.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um problema de mecânica de fluidos envolvendo o transporte de um alimento líquido numa tubulação. Precisamos achar a velocidade máxima desse fluido na tubulação. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre fluxo de fluidos não newtonianos, especificamente aqueles com comportamento pseudoplástico, que é o caso aqui.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a vazão mássica para vazão volumétrica. A vazão mássica (
) é dada por 8970 kg/h. Para facilitar os cálculos, vamos converter isso para kg/s:
Passo 3
Agora, usamos a densidade (
) do fluido para encontrar a vazão volumétrica (
):
Passo 4
Sabendo a vazão volumétrica, podemos encontrar a área da seção transversal da tubulação. O diâmetro interno (
) é 76,2 mm, ou 0,0762 m. A área (
) de um círculo é:
Passo 5
Com a vazão volumétrica e a área, podemos calcular a velocidade média (
) do fluido:
Passo 6
Até aqui, calculamos a velocidade média. Mas o exercício pede a velocidade máxima. Para fluxos laminares em tubos, a velocidade máxima (
) é o dobro da velocidade média:
Resposta
A velocidade máxima do fluido na tubulação é aproximadamente 1,21 m/s.
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Em uma indústria alimentícia, um alimento líquido, a
é transportado com uma vazão mássica de
em uma tubulação de
de diâmetro interno e 11 m de comprimento. O fluido alimentício, nessa temperatura, apresenta densidade de
e comportamento reológico pseudoplástico, sem tensão de cisalhamento inicial, com índice de consistência igual a 0,282 Pa.
índice de comportamento igual a 0,889 . Determine: a queda de pressão;
Determine o fator de atrito de Fanning e a queda de pressão nas seguintes situações: Escoamento de
e óleo de algodão na temperatura de
Pa.s em uma tubulação de aço comercial de 110 m de comprimento e 127 mm de diâmetro interno;
1
Deseja-se bombear água para um reservatório situado na cota , onde X é o primeiro número de sua matrícula e Y o último (exemplo ES
). A água será bombeada por meio de uma tubulação de recalque de 381 m de tubo de aço comercial de diâmetro 100 mm (novo). A tubulação de sucção tem comprimento de
e entrada do tipo reentrante. A vazão bombeada é de
. Na tubulação de sucção existe uma válvula de pé e crivo de disco articulado e um joelho de
. Na tubulação de recalque há dois joelhos de
, um manômetro na saída da bomba, uma válvula de retenção angular e um registro de gaveta. O nível da água no poço encontra-se na cota
e a linha de centro da bomba na cota
. A entrada da tubulação no reservatório é do tipo expansão brusca com
. Como engenheiro(a) foi lhe solicitado especificar uma bomba e estimar o custo mensal anual com energia elétrica com a bomba opera 16 horas por dia. Assuma R
. Valores para perda de carga vide notas de aula e referências. Para especificar a bomba adote catálogo de um fabricante.
Deseja-se bombear água para um reservatório situado na cota
Suco de laranja concentrado com
Brix e
de polpa a
) escoa a uma vazão mássica de
, em uma tubulação de 103 m de comprimento e diâmetro interno de 154,1 mm. Nessas condições de concentração e temperatura, o comportamento reológico do suco de laranja pode ser considerado pseudoplástico, com índice de consistência igual a 1,3 Pa.
e índice de comportamento igual a 0,77 . Determine o fator de atrito e a perda de carga provocada pelo atrito ao longo desse trecho de tubo.