Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 154
Água a 20°C, no tanque pressurizado da Figura P3.154, escapa e cria um jato vertical conforme mostra a figura. Considerando escoamento permanente sem atrito, determine a altura que é atingida pelo jato.
Passo 1
Vamos lá pessoal, para começar, como todo bom exercício de MecFlu, vamos listar os dados que o exercício deu para a gente, mas antes disso, vamos especificar algumas coisas. Pra ficar mais fácil, vamos especificar alguns pontos no sistema, da seguinte maneira:
Pra ficar mais claro, assumimos que o ponto 2 representa a altura zero, logo, podemos falar que a altura entre o ponto 2 e 3 é e entre 2 e 1 é . Mais duas considerações são que no ponto 3 a pressão é zero (), já que está aberto à superfície e em 1 a velocidade é zero (), pois podemos dizer que o diâmetro é grande o suficiente para a velocidade ser desprezível.
Uma outra coisa que podemos deduzir é que , pois estamos procurando a altura máxima que o jato atinge, ou seja, quando a velocidade chega a zero (já que o jato, que está subindo, sofre ação da gravidade).
Com tudo isso em mente, os nossos dados são:
Água a 20°C;
;
;
;
;
;
;
;
.
Passo 2
Bem, agora que sabemos o que temos, precisamos saber o que o exercício quer o que precisamos para achar isso. O exercício deixa claro que quer a altura que o jato atinge.
Po galera, esse é um exercício bem simples da aplicação de Bernoulli. Basta substituirmos o que temos na equação e isolarmos o :