Em sistemas de captação de água são utilizadas grades no ponto de admissão de água. A perda de carga nas grades podem ser determinadas pela equação
O coeficiente pode ser encontrado pela expressão
onde é o coeficiente de forma da barra, é a espessura das barras, a distância livre entre as barras e é o ângulo da grade em relação à horizontal.
Para barras de seção retangular e circular o fator de forma pode ser utilizado com os valores 2,42 e 1,79 (Tsutiya, 2004). Encontre o valor do coeficiente e a perda de carga devido ao uso de uma grade de barras com espessura 20 mm , distanciadas 10 cm e com ângulo de inclinação de 19 graus . Além disso, pela grade deve passar uma taxa de escoamento de . Considere a largura do poço de sucção de 2 m e o nível da água no poço de .

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício sobre sistemas de captação de água que usam grades no ponto de entrada. Precisamos encontrar o coeficiente e a perda de carga nessas grades. Para isso, vamos usar as equações que relacionam esses valores com a velocidade da água, o ângulo das barras, e outras medidas que já foram dadas no problema. Vamos precisar entender um pouco de física de fluidos e aplicar as fórmulas certinhas.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o coeficiente usando a segunda equação fornecida:
Aqui, temos:
  • é o coeficiente de forma das barras. Como não foi especificado o formato, vamos assumir que as barras são retangulares, então .
  • é a espessura das barras.
  • é a distância livre entre as barras.
  • é o ângulo de inclinação das barras.

Passo 3

Agora, vamos substituir os valores na fórmula para encontrar :
Primeiro, calculamos a razão :
Elevando isso a :
(Nota: é aproximadamente 0,5 para facilitar a conta.)

Passo 4

Agora, calculamos :
Então, substituindo tudo na equação de :

Passo 5

Com o encontrado, vamos calcular a perda de carga usando a primeira equação:
Precisamos encontrar a velocidade da água. Sabemos que a taxa de escoamento e a largura do poço de sucção é . A área pela qual a água passa é:

Passo 6

A velocidade da água é dada por:

Passo 7

Agora, substituímos e na equação da perda de carga:
Convertendo para milímetros:

Resposta

O coeficiente é aproximadamente 0,0785 e a perda de carga devido ao uso da grade é cerca de 0,0178 mm.

Exercícios relacionados

Determinar a perda de carga em uma tubulação de 500 m de comprimento por onde deve escoa uma vazão de . O coeficiente de Hazen-Williams é de 130 (aço soldado com revestimento em epóxi) e o diâmetro interno da tubulação de 100 mm .
Calcular a perda de carga em uma tubulação de água com as seguintes condições:
  • (a) Comprimento da tubulação
  • (b) Diâmetro da tubulação ;
  • © Velocidade do fluido
  • (d) Massa específica do fluido .
    Utilize a equação de Blasius. Essa equação é uma aproximação simplificada que pode ser usada para números de Reynolds entre 4000 e 100000 para escoamento turbulento em tubulações lisas:
A razão de compressão de um ciclo-padrão de ar de Otto é igual a 8. No início do curso de compressão a pressão é 0,1 Mpa e a temperatura é . O calor transferido para o ar por ciclo é de . Determine: a) A pressão e temperatura ao final de cada processo no ciclo.
No início do processo de compressão em um ciclo padrão de ar de Otto, bar, e V1=400 cm3. A temperatura máxima no ciclo é de e a razão de compressão é igual a 8. Determine: a) a massa de ar dentro do cilindro