Água escoa em regime permanente pelo bocal de uma mangueira de incêndio. A mangueira tem diâmetro interno de e a ponta do bocal de ; a pressão manométrica na mangueira é e a corrente de água deixando o bocal é uniforme. Na saída do bocal, a velocidade de água é e a pressão é atmosférica. Determine a força transmitida pelo acoplamento entre a mangueira e o bocal. Indique se o bocal está sob tração ou compressão.
Passo 1
Considerações Iniciais:
- Escoamento em estado estacionário;
- Escoamento incompressível;
- Escoamento com velocidade constante;
- Escoamento uniforme.
Passo 2
Pelas considerações feitas no passo 1, utilizaremos a seguinte equação da quantidade de movimento:
Como estamos analisando um sistema , temos:
Não temos a variação das propriedades com o tempo, então:
Assim:
Passo 3
Sendo:
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Temos:
Passo 4
Dados:
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Temos: