Sendo o coeficiente de rugosidade C=140, diâmetro externo do tubo igual a 50 mm e a espessura da parede do tubo 2 mm , calcular a perda de carga para vazåo de 20 m^3 / hora (1,50 pt)

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular a perda de carga em um tubo com algumas características dadas. O que isso significa? Perda de carga é a queda de pressão que ocorre quando o fluido (no caso, provavelmente água) passa pelo tubo devido ao atrito com as paredes. Vamos usar a fórmula de Hazen-Williams, que é bem prática para esse tipo de cálculo em fluidos como a água. Para resolver isso, vamos precisar:
  • Coeficiente de rugosidade
  • Diâmetro externo do tubo mm
  • Espessura da parede mm
  • Vazão m³/h

Passo 2

Primeiro, precisamos encontrar o diâmetro interno do tubo, já que a perda de carga depende do espaço onde o fluido realmente flui. O diâmetro interno Dint = Dext - 2t = 50, mm - 2 times 2, mm = 46, mm é o diâmetro externo menos duas vezes a espessura da parede:

Passo 3

Vamos converter a vazão de Q = 20, m³1, hora = 203600, m³/s approx 0,00556, m³/s m³/h para m³/s, porque as fórmulas geralmente usam o tempo em segundos:
³³³

Passo 4

A fórmula de Hazen-Williams para perda de carga hf = 10,67 times L times Q^1,852C^1,852 times Dint^4,87 é:
Dint = 46, mm = 0,046, m
Onde:
  • é o comprimento do tubo (não fornecido, então vamos considerar por unidade de comprimento)
  • é o coeficiente de rugosidade
  • deve estar em metros
Primeiro, convertemos para metros:

Passo 5

Substituindo os valores na fórmula:
hf = 10,67 times L times (0,00556)^1,852(140)^1,852 times (0,046)^4,87
Vamos calcular cada parte separadamente:

Passo 6

Agora, substituímos esses valores de volta na fórmula:
hf = 10,67 times L times 0,0001201033,5 times 3,2 times 10^-5
hf = 10,67 times L times 0,0001200,0331
hf = 10,67 times L times 0,00363
hf approx 0,0388 times L, metros de coluna d'água (mca) á

Resposta

A perda de carga para o fluxo de m³/h no tubo é aproximadamente metros de coluna d’água, onde é o comprimento do tubo.

Exercícios relacionados