Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Munson, Mecânica dos Fluidos- Ed: 4º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 36
Para as condições do problema , determine a força de fricção exercida pela parede do tubo de ar fluindo entre as seções (1) e (2). Assuma distribuição de velocidade uniforme em cada seção.
Passo 1
E aí, galerinha! Oia nós aqui de novo!
Mais um exercício de conservação de massa!
Vamos começar fazendo um esboço do volume de controle e destacando os aspectos mais importantes do nosso sistema:
Dessa forma, aplicando a fórmula da conservação de massa ao longo do volume de controle, temos que...
E quando a gente tá falando em volume de controle e conservação de massa... Considerando o nosso escoamento como incompressível, temos que a vazão vai ser a mesma ao longo de todo o fluxo do líquido...
Passo 2
Assim, aplicando a equação de força para os componentes em , temos que...
Como pela figura, podemos ver que...
Então, ficamos com:
Passo 3
Agora, como pela conservação de massa, temos que:
Ou reescrevendo...
Isolando e substituindo os valores numéricos podemos obter a velocidade na primeira seção:
Passo 4
E para achar a pressão na seção (1), vamos usar a equação de Bernoulli para o fluido entre as seções (1) e (2):
Isolando e substituindo os valores numéricos...
Como , então:
Passo 5
Aí então fica de boas! Com base na equação do final do :