Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 125
13-125 Água é descarregada de um dique em um vertedouro largo para evitar o transbordamento e reduzir o risco de inundação. Uma grande fração da potência destrutiva da água é dissipada por um salto hidráulico durante o qual a profundidade da água sobe de 0,50 para 4 m. Determine as velocidades da água antes e depois do salto, e a potência mecânica dissipada por metro de largura do vertedouro.
Passo 1
Bora pra mais uma questão!!!
A gente quer a e e a por metro de largura, ou seja, vamos considerar a largura .
O problema diz que houve um salto hidráulico e as prondundidades antes e depois são respectivamente e . Para achar a velocidade usamos:
Mas primeiro precisamos de
Para resolver essa equação vamos usar o solver do Excel:
Com o chute de achamos .
Agora podemos achar :
A primeira já achamos!!!
Agora usando a equação da continuidade, podemos achar :
Calculando, achamos:
Passo 2
Agora a gente quer a potência mecânica dissipada:
Para isso precisamos da vazão mássica e de :
Substituindo:
Para achar primeiro temos que achar a vazão volumétrica:
Substituindo e calculando:
Agora, para calcular a vazão mássica, se :
Passo 3
Podemos finalmente achar :
Calculando:
Ou: