Água escoa com vazão de através de uma tubulação com bocal que gira com velocidade constante de . As massas do tubo inclinado e do bocal são desprezíveis comparadas com a massa de água no interior. Determine o torque necessário para girar o conjunto e os torques de reação no flange.
Passo 1
Equação:
Considerações Iniciais:
- Fluxo Constante;
- Escoamento Estacionário;
- Cancelamento do torque no corpo;
- ;
- ;
- Aceleração Angular nula.
Passo 2
Realizando as considerações:
Temos que:
;
.
Assim, os termos da equação ficam:
E
Passo 3
Substituindo os temos na equação:
Integrando:
Queremos :
Sendo:
Temos:
Passo 4
Sendo:
;
;
;
;
.
Temos:
Passo 5
Podemos escrever também:
Assim, temos que:
E
Passo 6
Sendo:
;
;
;
;
;
.
Temos: