Por um tubo de ferro fundido de comprimento 1.000 m e diâmetro 20 mm escoa óleo mineral de massa específica igual a
viscosidade cinemática igual a
. Sabendo-se que a vazão é
determinar a perda de carga distribuída no tubo. Dados:
.
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos um tubo de ferro fundido com algumas características específicas por onde está escoando óleo mineral. O objetivo é determinar a perda de carga distribuída nesse tubo. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de escoamento em tubos, como a velocidade do fluido, o número de Reynolds, o fator de atrito e, por fim, aplicar a equação da perda de carga.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a velocidade do óleo que está fluindo pelo tubo. Sabemos que a vazão (Q) é de 10 litros por segundo, que é igual a 0,01 metros cúbicos por segundo (já que 1 litro = 0,001 m³). A área da seção transversal do tubo (A) pode ser calculada usando o diâmetro.
A fórmula para a área de um círculo é:
Onde
metros (20 mm).
Calculando:
Agora, a velocidade (v) é:
Passo 3
Com a velocidade, podemos calcular o número de Reynolds (Re) para determinar o tipo de escoamento. A fórmula é:
Onde
.
Calculando:
Passo 4
O número de Reynolds nos diz se o fluxo é laminar ou turbulento. Geralmente:
-
: Fluxo laminar -
: Fluxo turbulento - Entre 2000 e 4000: Região de transição
No nosso caso,
, que é menor que 2000, indicando que o fluxo é laminar.
Passo 5
Para fluxos laminares, o fator de atrito (f) pode ser calculado usando a fórmula:
Calculando:
Passo 6
Agora, podemos usar a equação de Darcy-Weisbach para encontrar a perda de carga (h_f):
Onde:
Calculando cada parte:
Resposta
A perda de carga distribuída no tubo é de aproximadamente 102 metros.
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e peso específico 800
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.
Mostrar que a energia cinética de um corpo é igual a
, usando os métodos de análise dimensional.
Calcular a vazão de líquido com massa especifica igual a
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, num conduto de aço inoxidável (
0,002 mm) sendo o diâmetro igual a 20 cm ; e sabendo-se que dois manômetros instalados a uma distância de 10 metros e com velocidade constante na mesma cota indicam respectivamente:
e 1,45
. Considere a gravidade igual a
.
Utilizando a equação de Hazen-Williams, calcular a vazão que pode ser obtida com uma adutora de ferro fundido com 15 anos de uso (
), 200 mm de diâmetro e 3.200 m de comprimento, alimentada por um reservatório cujo nível está na cota 338. O conduto descarrega à atmosfera na cota 290.
b) Considerando a perda de carga localizada na saída do reservatório igual a e a energia cinética
.
b) Considerando a perda de carga localizada na saída do reservatório igual a