Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 34

Água a 15   ° C está fluindo dentro de um tubo de ferro fundido padrão Schedule 40 de 1 polegada de diâmetro e 200   m de comprimento com vazão mássica de 0,5   k g / s . Considerando que a precisão é uma questão importante, use a equação adequada para determinar ( a ) a perda de pressão e ( b ) a potência de bombeamento necessária para superar a perda de pressão.

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

Passo 1

Um Schedule 40 de 1 polegada padrão, possui um diâmetro interno de:

D = 1,049   p o l = 0,02664   m

Verificando o número de Reynolds, temos que:

R e = 4 m ˙ π D μ = 4 0,5 k g s π 0,02664   m 1,138 × 10 - 3 k g m ∙ s = 2,10 × 10 4 > 10.000

Logo o escoamento é turbulento.

Passo 2

Calculando a velocidade média...

V m é d i a = m ˙ ρ A c = 4 m ˙ ρ π D 2 = 4 0,5 k g s 999,1 k g m 3 π 0,02664   m 2 = 0,8978   m / s

Como temos que levar em conta a precisão, iremos calcular o fator de atrito de Darcy utilizando a equação de colebrook, e a rugosidade equivalente do ferro fundido é ε = 0,26 .

1 f = - 2,0 log ⁡ ε D 3,7 + 2,51 R e f

f = 0,2008

f = 0,0403

Passo 3

Portanto, agora podemos encontrar a queda de pressão no tubo...

∆ P L = f L D ρ V m é d i a 2 2 = 0,0403 200   m 0,02664   m 999,1 k g m 3 0,8978 m s 2 2 = 122   k P a

Passo 4

A potência requerida da bomba pode ser expressa como sendo:

W ˙ b o m b a ,   L = V ˙ ∆ P L = m ˙ ρ ∆ P L = 0,5 k g s 999,1 k g m 3 122   k P a = 61   W

Resposta

Sendo assim, a queda de pressão e a potência requerida da bomba é:

∆ P L = 122   k P a

W ˙ b o m b a ,   L = 61   W

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Um fluido está escoando em condição laminar plenamente desenvolvido em um tubo com diâmetro D e comprimento L a uma vazão mássica m ˙ . O tubo é submetido a um fluxo de calor de superfície que
Uma placa de circuito impresso de 15c m×20c m , cujos componentes não devem entrar em contato direto com o ar por razões de confiabilidade, deve ser resfriada com ar frio escoando através de um can
Água deve ser aquecida de 10° C para 80° C à medida que escoa através de um tubo de 2c m de diâmetro interno e 13m de comprimento. O tubo está equipado com um aquecedor de resistência elétrica que
Considere o escoamento de óleo a 10° C em um oleoduto de 40c m de diâmetro com velocidade média de 0,5m / s . Uma seção do óleo duto de 1.500m de comprimento passa por um lago de água gelada a 0° C
Em um sistema térmico, a água entra em um longo tubo circular de 25m m de diâmetro e 23m de comprimento a uma vazão mássica de 0 , 1k g / s a 25° C . A transferência de calor da superfície do tubo