Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 145
Dois tubulões verticais de igual diâmetro, abertos para a atmosfera, estão conectados por um tubo reto conforme mostrado. Água escoa por gravidade de um tubulão para o outro. Para o instante mostrado, estime a taxa de variação do nível de água no tubulão da esquerda.
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:
Consideremos ;
;
As perdas de carga serão representadas pela eq da perda de carga maior, e a eq perda de carga menor:
Passo 2
Do problema, temos:
Obs: propriedades da água à , Tabela A.8 .
Assim, a equação da energia, de forma simplificada, fica:
Isolando:
Sabe-se também que o Re é dado por:
E que:
Passo 3
Utilizando a ferramenta Solver, do excel, podemos encontrar, por iteração, o valor aproximado do coeficiente de atrito f.
Foi encontrado o coeficiente .
A partir daí, pode-se calcular o valor da velocidade constante da água:
Observe que esta velocidade é a velocidade de escoamento da água no tubo que conecta os dois tubulões.
Por continuidade, temos que:
Ou seja:
Substituindo os valores:
Resposta
Portanto, o nível da água do tubulão da esquerda cai na medida de .