Uma tubulação de aço zincado de 250 mm de diâmetro recalca uma vazão de
. Calcule as perdas de carga localizada (hfl) sabendo que ao longo da tubulação encontram-se as seguintes peças especiais: (1) entrada de borda, (2) ampliações, (1) válvula de retenção, (1) registro de gaveta, (1) medidor venturi, (7) curvas de
e (1) registro globo.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você tem um exercício sobre perda de carga localizada em uma tubulação de aço zincado com 250 mm de diâmetro que transporta uma vazão de 270 m³/h. O conteúdo envolvido aqui é a hidráulica de tubulações, especificamente as perdas de carga causadas por peças especiais como curvas, válvulas e entradas. Para resolver isso, vamos precisar calcular a velocidade do fluido na tubulação e depois usar coeficientes de perda para cada peça especial presente no sistema.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a vazão de m³/h para m³/s, pois isso facilita os cálculos na fórmula de velocidade.
Passo 3
Agora, precisamos calcular a área da seção transversal da tubulação para encontrar a velocidade do fluido. A área
de um círculo é dada por:
Onde
é o diâmetro da tubulação.
Passo 4
Com a área, podemos encontrar a velocidade
usando a fórmula da vazão:
Rearranjando para encontrar
:
Passo 5
Agora, vamos calcular as perdas de carga localizada
para cada tipo de peça especial. A fórmula geral para perda de carga localizada é:
Onde:
-
é o coeficiente de perda da peça. -
é a velocidade do fluido. -
é a aceleração da gravidade ( ).
Precisamos identificar os coeficientes
para cada peça e multiplicar pelo número de ocorrências.
Passo 6
Vamos listar as peças e seus respectivos coeficientes
típicos:
- Entrada livre (entrada de borda):
- Ampliações:
por ampliação - Válvula de retenção:
- Registro de gaveta:
- Medidor Venturi:
- Curvas de 45°:
por curva - Registro globo:
Passo 7
Agora, vamos calcular
para cada tipo de peça:
- Entrada de borda:
- Ampliações (2 peças):
- Válvula de retenção:
- Registro de gaveta:
- Medidor Venturi:
- Curvas de 45° (7 peças):
- Registro globo:
Passo 8
Agora, somamos todas as perdas de carga localizadas:
Resposta
As perdas de carga localizada total na tubulação são aproximadamente 1,81 metros.
Exercícios relacionados
Considere uma longa parede plana de 50 cm de espessura e condutividade térmica de
. A superfície esquerda
), é submetida a um fluxo de calor uniforme
enquanto a temperatura da superfície
é constante. A superfície direita é submetida a transferência de calor por convecção e radiação, e a temperatura da superfície é
enquanto a do ambiente é
. (b) calcule o fluxo de calor
na face esquerda da parede.
Para os campos de velocidade dados abaixo, determine:
a. Se o campo de escoamento é uni, bi ou tridimensional, e por quê.
b. Se o escoamento é em regime permanente ou transiente, e por quê. (a e b são constantes.)
(8)
a. Se o campo de escoamento é uni, bi ou tridimensional, e por quê.
b. Se o escoamento é em regime permanente ou transiente, e por quê. (a e b são constantes.)
(8)
Para os campos de velocidade dados abaixo, determine:
a. Se o campo de escoamento é uni, bi ou tridimensional, e por quê.
b. Se o escoamento é em regime permanente ou transiente, e por quê. (a e b são constantes.)
(7)
a. Se o campo de escoamento é uni, bi ou tridimensional, e por quê.
b. Se o escoamento é em regime permanente ou transiente, e por quê. (a e b são constantes.)
(7)
Considere uma extensa parede plana de espessura
, condutividade térmica
e área da superfície A
. O lado esquerdo da parede é mantido a uma temperatura constante
, enquanto o lado direito perde calor por convecção para o ar ambiente a
com coeficiente de transferência de calor
. Considerando uma condutividade térmica constante e ausência de geração de calor na parede, © avalie a taxa de transferência de calor através da parede.
.