O número de potência ( Np ) é um número adimensional utilizado na determinação do consumo de potência em tanques cilíndricos agitados. Sua equação é dada por:
em que P é o consumo de potência,
é a densidade do fluido, N é a frequência de rotação do agitador e D é o diâmetro do agitador. Sob regime de agitação turbulenta, o número de potência
para agitador tipo turbina de seis pás planas é constante e igual a 6. Calcule o consumo de potência (em watts) durante a agitação de um fluido de densidade
, agitado a frequência de
num tanque com agitador tipo turbina de diâmetro
. Considere regime de agitação turbulento.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício que envolve calcular o consumo de potência em um tanque agitado. O conteúdo aqui é da área de mecânica dos fluidos, especificamente sobre agitação em tanques. Para resolver isso, vamos precisar usar a fórmula do número de potência (Np) e também fazer algumas conversões de unidades.
Passo 2
Primeiro, vamos listar os dados que temos:
- Número de potência,
(constante para agitadores tipo turbina de seis pás) - Densidade do fluido,
- Frequência de rotação,
(rotações por minuto) - Diâmetro do agitador,
Passo 3
A fórmula que vamos usar é:
Nossa meta é encontrar o consumo de potência
.
Passo 4
Antes de resolver, precisamos garantir que todas as unidades estejam no Sistema Internacional (SI) para que o resultado fique em watts. Vamos converter cada unidade:
-
Densidade
: Então, -
Frequência
: -
Diâmetro
:
Passo 5
Agora, vamos reorganizar a fórmula para resolver
:
Passo 6
Substituindo os valores que já temos:
Passo 7
Vamos calcular passo a passo:
-
-
- Agora, multiplicamos tudo:
Passo 8
Continuando o cálculo:
Resposta
O consumo de potência durante a agitação do fluido é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
Trocadores de calor são dispositivos usados para aumentar ou reduzir a temperatura de um fluido através de outro fluido em temperatura adequada. Para garantir um bom desempenho, é importante que as resistências térmicas por convecção e condução do circuito entre o fluido externo e o fluido interno sejam as mais baixas possíveis. Como o coeficiente global de transferência de calor,
, é o inverso da soma das resistências, é possível compensar uma resistência térmica alta com outra bem mais baixa? Explique.
Aletas são usadas para estender a área de transferência de calor, melhorando a dissipação de calor de diversos dispositivos. Para garantir que a aleta tenha uma boa eficiência, deve-se tentar manter a maior parte da aleta com a temperatura da base. Como é possível obter isso, quais parâmetros são mais importantes?
Determinar o valor de
em que:
D é o diâmetro de uma partícula de cascalho retirada durante a perfuração de um poço de petróleo
é a densidade do petróleo
é a densidade do cascalho
g é a aceleração gravitacional é a viscosidade do petróleo [Pa.s].
D é o diâmetro de uma partícula de cascalho retirada durante a perfuração de um poço de petróleo
g é a aceleração gravitacional
Entre os extremos de duas placas, ocorre um escoamento laminar de um fluido newtoniano (água). O perfil de velocidades entre as placas é dado pela expressão abaixo:
De posse dos dados fornecidos, determinar a força sobre a seção da placa inferior, cujo valor de área corresponde a .
Dados: Pa.s;
; água.
De posse dos dados fornecidos, determinar a força sobre a seção da placa inferior, cujo valor de área corresponde a
Dados: