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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 45

Amônia líquida a - 20 ° C escoa através de uma seção de 30   m   de comprimento de um tubo de cobre com 5   m m   de deâmetro a uma taxa de 0,15 k g / s . Determine a queda de pressão, a perda de carga e a potência de bombeamento necessária para superar as perdas por atrito no tubo.

Passo 1

Fala aí galera, bora pra mais uma questão deste capitulo de Mecflu. Primeiramente, vamos analisar alguns parâmetros importantes. A velocidade média é dada por:

V = m ˙ ρ A = 11,49   m / s

Já o número de Reynolds é dado por:

R e = ρ V D h μ = 1,618 × 10 5

Como o número de Reynolds é maior que 4000, o escoamento é turbulento.

Passo 2

Agora, podemos determinar a rugosidade relativa do tubo. Ela é dada por:

ε D h = 4,5 × 10 - 5 0,005 = 3 × 10 - 4

Agora, vamos determinar o fator de atrito, pela equação de Colebrook:

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

Esta equação é complexa, mas podemos usar o diagrama de Moody para achar o valor de f .   Usando algum software pra resolver a expressão ou usando o diagrama, encontraremos:

f = 0,01819

Logo, a queda de pressão no duto, a perda de carga e a potência de bombeamento necessária serão dados por:

∆ P = f   L D ρ V 2 2

h = ∆ P ρ g

W = V ˙ ∆ P    

Substituindo os dados encontrados e dados pelo enunciado:

∆ P = 4790   k P a

h = 734 m

W = 1,08   k W

Resposta

∆ P = 4790   k P a

h = 734 m

W = 1,08   k W

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