4.94 Uma caldeira monotubular consiste em um tubo de 6 m de comprimento de 9,5 mm de diâmetro interno. Água líquida entra no tubo a uma taxa de 0,135 kg/s com pressão de 3,45 MPa (abs). Vapor sai do tubo a 2,76 Mpa (manométrica), com massa específica de 12,4 kg/m³. Determine o módulo e o sentido da força exercida pelo fluido sobre o tubo.
Passo 1
Como a densidade da água líquida é 999 kg/m³,
Então podemos achar a velocidade de entrada, :
Pela equação da continuidade podemos achar a velocidade de saída, :
Passo 2
Vamos usar a componente x da equação da quantidade de movimento.
Mas a força exercida pelo fluido é: