Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 132
Dados foram obtidos por medições em um trecho vertical de tubo de ferro galvanizado, velho e corroído, com diâmetro interno de 50 mm. Em uma seção a pressão era p1 = 750 kPa (manométrica); em uma segunda seção, 40 m abaixo, a pressão era p2 = 250 kPa (manométrica). A vazão volumétrica da água era 0,015 m3/s. Estime a rugosidade relativa do tubo. Que porcentagem de economia de potência de bombeamento resultaria, se o tubo fosse restaurado ao estado de rugosidade de tubo novo e limpo?
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem ?
Para a avaliação da profundidade, diferença de pressão e/ou perda de carga, sempre necessitaremos lembrar da equação da perda de carga:
Podemos ignorar as pequenas perdas no tubo
Considerar
De acordo com o enunciado, temos as seguintes informações:
Tabela A.7
Simplificando a equação, temos:
Rearranjando termos, temos:
Passo 2
E sabendo que:
Podemos encontrar o valor do fator de atrito, para posterior encontro da rugosidade:
Da tabela A.7, temos o valor da viscosidade cinemática da água, para a descoberta do Re do problema:
Passo 3
Para estimar o valor da rugosidade relativa, precisamos utilizar a equação do fator de atrito para escoamento turbulento:
)
Rearranjando termos:
Passo 4
Se o tubo fosse restaurado ao estado de rugosidade de tubo novo e limpo:
De acordo com a Tabela 8.1, podemos utilizar o valor da rugosidade
Então, para o novo fator de atrito, novamente se aplica a equação:
)
Utilizando a ferramenta Solve do excel, é possível determinar o fator de atrito:
Como já descoberto, a equação da energia simplicada é:
Isolando o e substituindo valores, inclusive o novo fator de atrito, temos que
Portanto a porcentagem de economia de potência de bombeamento, é:
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)