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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 32

Água está fluindo em condições totalmente desenvolvidas em um tubo liso de 3   c m de diâmetro com fluxo de massa de 0,02   k g / s em 15   ° C . Determine ( a ) a velocidade máxima no tubo e ( b ) o gradiente de pressão.

Dados: ρ = 999,1 k g m 3 ;   μ = 1,138 × 10 - 3 k g m ∙ s  

Passo 1

Como primeiro passo, devemos calcular o número de Reynolds para identificarmos se o fluido é laminar ou turbulento...

R e = ρ V m é d i a D μ = 4 m ˙ π D μ = 4 0,02 k g s π 0,03   m 1,138 × 10 - 3 k g m ∙ s = 745,9

Logo para R e < 2300 , o fluido é laminar. Portanto a velocidade média pode ser determinada:

V m é d i a = m ˙ ρ π D 2 = 4 0,02 k g s 999,1 k g m 3 π 0,03   m 2 = 0,02832   m s

Passo 2

A velocidade máxima do tubo é determinada a partir da formulação para fluido laminar completamente desenvolvido, expressa abaixo:

e m á x = 2 V m é d i a = 0,0566   m s

Passo 3

Utilizando a velocidade média, podemos encontra o gradiente de pressão...

V m é d i a = - R 2 8 μ d P d x

d P d x = - V m é d i a 8 μ R 2 = - V m é d i a 32 μ D 2

d P d x = - 0,02832 m s 32 1,138 × 10 - 3 k g m ∙ s 0,03   m 2 = - 1,15   P a m

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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